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1 Revista de Arquitectura e Ingeniería. 2018, Vol.12 No.2 ISSN 1990-8830 / RNPS 2125 Herramientas de internet al servicio de la investigación científica para los profesionales de la construcción. Internet tools at the service of scientific research for construction professionals. MSc. Yudi Castro Blanco Ingeniero Informático, Máster en Informática Aplicada. Profesora Asistente, Universidad de Granma, Bayamo, Granma, Cuba. Teléfonos: 23428626, 23419385 Email: [email protected] Resumen Cada día en la industria de la construcción se realizan y difunden estudios enmarcados en el progreso tecnológico, generándose nuevas alternativas de sus productos y procesos. Para sumar conocimiento y clarificar ideas, resulta importante que estos especialistas se mantengan actualizados sobre lo que se hizo y se hace ahora. La alternativa más factible en este sentido es acceder a la gran cantidad de información disponible en internet; pero no todo lo que se publica es fiable y útil. En muchos casos las búsquedas son ineficaces debido al desconocimiento de herramientas para conseguir buenos materiales o por inexperiencia de los criterios básicos para su selección. Esta investigación tiene como objetivo presentar varias herramientas que facilitan la búsqueda y recuperación de información de calidad y validez científica, algunas especializadas en el área de la construcción. Mediante su empleo, estos profesionales ahorran tiempo y obtienen mejores resultados en su proceso investigativo. Palabras claves: acceso a internet, buscadores, Infotecnología, recuperación de información. Abstract Every day in the construction industry are carried out and diffused studies framed in the technological progress, generating new alternatives of their products and processes. To add knowledge and clarify ideas, it is important that these specialists keep up to date on what was done and done now. The most feasible alternative in this regard is access to the large amount of information available on the internet; but not everything that is published is reliable and useful. In many cases the searches are ineffective due to the lack of tools to obtain good materials or inexperience of the basic criteria for their selection. This research aims to present several tools that facilitate the search and retrieval of quality information and scientific validity, some specialized in the area of construction. Through their use, these professionals save time and obtain better results in their investigative process. Keywords: internet access, searchers, information technology, recover of information. Introducción La industria de la construcción requiere de profesionales calificados que desarrollen eficientemente su labor. Con el acelerado desarrollo científico-técnico es de vital importancia que arquitectos, ingenieros o cualquier especialista del sector, se mantenga actualizado en los cambios y avances que suceden a diario en términos constructivos. Para lograr esto una alternativa factible lo constituye la búsqueda de información en internet. El surgimiento de Internet marcó un hito histórico en el desarrollo de la sociedad. No sólo ha transformado conceptos, sino que ha cambiado la forma de realizar diferentes procesos, entre ellos el investigativo. La facilidad con que ahora se tiene acceso a las redes de computadoras y su velocidad de expansión, han impulsado el procesamiento, la distribución y la explotación de la información digital. Estas son las premisas de esta enorme avalancha y proliferación de fuentes y formatos de información digital, utilizada por los millones de usuarios que demandan intercambio, almacenamiento y recuperación precisa (1). Es tanta la información existente en la web, que ya no es posible medirla en Gigabytes, ahora se mide en Zettabytes. Internet es considerada como una excelente y moderna herramienta para buscar información sobre prácticamente todas las áreas de interés, es como tener acceso simultáneo a muchas bibliotecas del mundo. Pero, según Perdomo (2) esta búsqueda en muchos casos es infructuosa por el desconocimiento de estrategias adecuadas. Otros autores (3) consideran que uno de los principales

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Herramientas de internet al servicio de la investigación científica para los profesionales de la construcción.

Internet tools at the service of scientific research for construction professionals.

MSc. Yudi Castro Blanco Ingeniero Informático, Máster en Informática Aplicada. Profesora Asistente, Universidad de Granma, Bayamo, Granma, Cuba. Teléfonos: 23428626, 23419385 Email: [email protected]

Resumen Cada día en la industria de la construcción se realizan y difunden estudios enmarcados en el progreso tecnológico, generándose nuevas alternativas de sus productos y procesos. Para sumar conocimiento y clarificar ideas, resulta importante que estos especialistas se mantengan actualizados sobre lo que se hizo y se hace ahora. La alternativa más factible en este sentido es acceder a la gran cantidad de información disponible en internet; pero no todo lo que se publica es fiable y útil. En muchos casos las búsquedas son ineficaces debido al desconocimiento de herramientas para conseguir buenos materiales o por inexperiencia de los criterios básicos para su selección. Esta investigación tiene como objetivo presentar varias herramientas que facilitan la búsqueda y recuperación de información de calidad y validez científica, algunas especializadas en el área de la construcción. Mediante su empleo, estos profesionales ahorran tiempo y obtienen mejores resultados en su proceso investigativo. Palabras claves: acceso a internet, buscadores, Infotecnología, recuperación de información. Abstract Every day in the construction industry are carried out and diffused studies framed in the technological progress, generating new alternatives of their products and processes. To add knowledge and clarify ideas, it is important that these specialists keep up to date on what was done and done now. The most feasible alternative in this regard is access to the large amount of information available on the internet; but not everything that is published is reliable and useful. In many cases the searches are ineffective due to the lack of tools to obtain good materials or inexperience of the basic criteria for their selection. This research aims to present several tools that facilitate the search and retrieval of quality information and scientific validity, some specialized in the area of construction. Through their use, these professionals save time and obtain better results in their investigative process. Keywords: internet access, searchers, information technology, recover of information. Introducción La industria de la construcción requiere de profesionales calificados que desarrollen eficientemente su labor. Con el acelerado desarrollo científico-técnico es de vital importancia que arquitectos, ingenieros o cualquier especialista del sector, se mantenga actualizado en los cambios y avances que suceden a diario en términos constructivos. Para lograr esto una alternativa factible lo constituye la búsqueda de información en internet. El surgimiento de Internet marcó un hito histórico en el desarrollo de la sociedad. No sólo ha transformado conceptos, sino que ha cambiado la forma de realizar diferentes procesos, entre ellos el investigativo. La facilidad con que ahora se tiene acceso a las redes de computadoras y su velocidad de expansión, han impulsado el procesamiento, la distribución y la explotación de la información digital. Estas son las premisas de esta enorme avalancha y proliferación de fuentes y formatos de información digital, utilizada por los millones de usuarios que demandan intercambio, almacenamiento y recuperación precisa (1). Es tanta la información existente en la web, que ya no es posible medirla en Gigabytes, ahora se mide en Zettabytes. Internet es considerada como una excelente y moderna herramienta para buscar información sobre prácticamente todas las áreas de interés, es como tener acceso simultáneo a muchas bibliotecas del mundo. Pero, según Perdomo (2) esta búsqueda en muchos casos es infructuosa por el desconocimiento de estrategias adecuadas. Otros autores (3) consideran que uno de los principales

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problemas que confrontan los usuarios en este sentido es la falta de organización y de validación de los recursos digitales disponibles en ella. Es evidente la necesidad de contar con herramientas que ayude en el proceso de búsqueda, que permita la recuperación automática de información de la web, brindando respuestas precisas, en el menor tiempo posible. Para contribuir con la solución de este problema en 1996 se define una nueva profesión llamada Infotecnología. La Infotecnología no es más que una concepción estratégica, basada en un grupo de sofisticadas herramientas para el manejo, organización y procesamiento de la información en formato digital. El manejo inteligente de estas herramientas se ha convertido hoy día, en una exigencia para el desarrollo de la sociedad moderna. Mediante su uso se puede recolectar datos de una manera más rápida y eficiente, se ahorra tiempo en su búsqueda y se tiene mayor acceso a materiales científicos lo que ofrece la oportunidad de realizarse un trabajo de más calidad. El objetivo de esta investigación es presentar un grupo de herramientas especializadas en la búsqueda de información científica en la web, algunas de ellas vinculadas particularmente al sector de la construcción. Desarrollo Debido a la abundancia de materiales, documentos, libros y textos, que la era digital ha permitido se impone el reto de buscar, analizar y evaluar la información que se encuentran aptas y cumplen con los requisitos de probidad y ética (4). Existen herramientas informáticas que facilitan su acceso, las mismas se orientan hacia la posibilidad de garantizar su recuperación rápida, efectiva y eficiente (5). Para ello, emplean mecanismo de rastreos que la obtienen y almacenan mediante técnicas avanzadas, donde según la necesidad del usuario recuperan las disponibles y selecciona las relevantes (6). Éstas se pueden clasificar en varios grupos: Motores de búsqueda, Buscadores Semánticos, Metabuscadores o Multibuscadores, Directorios de Materias y Bases de Datos Especializadas. Cada una funciona y tiene un propósito y alcance diferentes, aunque muchas se combinan dando lugar a híbridos. Motores de búsquedas Se les llama así a los softwares que son construidos por programas robot conocido como spiders (arañas) sin la intervención humana. No se organizan por las categorías de materias, las páginas se indizan mediante un algoritmo matemático. La búsqueda se realiza a partir de las palabras contenidas en el texto de las páginas Web, las cuales se enlazan a las direcciones (URL) de las mismas. Son inmensos y a menudo recuperan demasiada información, las búsquedas complejas requieren de la realización de búsquedas dentro de los resultados de otra búsqueda. No se evalúa la confiabilidad de las fuentes de información, encuentra todo, lo bueno y lo malo; es un imperativo la evaluación por el propio usuario de los contenidos, de colecciones disponibles y servicios (3,7). En la actualidad existe un gran número de ellos, destacándose los siguientes:

- Google: http://www.google.com.cu - Bing: http://www.bing.com - Microsoft Academic Search: http://academic.research.microsoft.com - Gigablast: http://www.gigablast.com/ - Yahoo: http://www.yahoo.com/ - Ask http://www.ask.com - Galaxy: http://www.galaxy.com/ - KartOO: http://www.kartoo.com/ - Lycos: http://www.lycos.com/ - Galaxy: http://www.galaxy.com/ - AOL: https://search.aol.com/

El buscador más conocido y utilizado es Google, el cual cuenta con diferentes buscadores especializados en la web como noticias (https://news.google.com/), libros (https://books.google.es/), traductor (https://translate.google.com/?hl=es), imágenes (https://www.google.com/imghp?hl=es, https://images.google.com/). A pesar de las grandes bondades que este gigante ofrece es importante señalar que los resultados de las búsquedas son inmensos. El Google cuenta con un buscador especializado en bibliografía dirigido a la comunidad científico-académica, el Google Scholar o Google Académico (https://scholar.google.com/), lanzado en el 2006 en su versión en español. Este servicio permite acceder a textos completos de documentos, buscar la producción bibliográfica de un autor, de una revista o sobre un tema, descubrir nuevos

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documentos de un área de investigación y conocer las citaciones de las publicaciones. El sistema de búsqueda es diferente al de Google y permite encontrar los textos más adecuados a la búsqueda. Los resultados son ordenados por relevancia y el sistema trabaja en base a algoritmos que registran la totalidad del texto en la web, el autor, el año y lugar de publicación del documento. Normalmente el rastreador de Google Scholar toma sus registros de sitios como web académicas de universidades y centros de investigación, repositorios, portales de revistas, bases de datos, editoriales comerciales, catálogos en línea de bibliotecas y sociedades científicas. Esta cobertura tan diversa de fuentes de información hace que sea posible encontrar una gran diversidad de tipologías de documentos: artículos de revistas científicas y libros, comunicaciones y ponencias a congresos, informes científico-técnicos; así como tesis, tesinas o memorias de grado. Otro buscador importante es Microsoft Academic Search, el cual apareció en mayo 2011. Este utiliza muchas formas innovadoras de explorar trabajos científicos, conferencias y revistas. Se destaca el método que usa para presentar y ordenar los resultados de la búsqueda: según su relevancia a la consulta y según su importancia global. Sugiere además diversos tópicos relacionados con el tema buscado y muestra la cantidad de veces que ha sido citado y enlaza las referencias del documento. Buscadores semánticos o inteligentes Son aquellos que realizan rastreos atendiendo al significado del grupo de palabras que se solicitan, las interpretan a través del uso de algoritmos que representan comprensión o entendimiento, reconociendo el contexto de las palabras (5). Estas herramientas se basan en el modelo semántico para localizar, compartir o integrar información con mayor facilidad; incorporando metadatos semánticos y ontológicos que describan el contenido, el significado y las relaciones entre los datos. De esta manera es posible evaluar automáticamente la información y entregar resultados más precisos y relevantes (8,9). Entre estos tipos de buscadores se encuentran los siguientes:

- Kngine: http://www.kngine.com/ - Exalead: https://www.exalead.com/search/ - DuckDuckgo: https://duckduckgo.com/ - Swoogle: http://swoogle.umbc.edu/ - Hakia: www.hakia.com - MnemoMap: www.mnemo.org - Cluuz: www.cluuz.com - Wolframalpha: http://www.wolframalpha.com/

Metabuscadores o Multibuscadores Los metabuscadores (metasearch engines) realizan búsquedas en muchos buscadores y/o directorios y presentan un resumen de los resultados, eliminando duplicaciones. Una limitación que tienen es que no suelen presentar opciones de búsqueda avanzada, con lo cual se sacrifica la precisión en los resultados de las búsquedas. Cada vez se han ido mejorando, en la actualidad algunos trabajan por medio de clúster (clustering), que permite reducir el volumen de información mediante la categorización o agrupamiento de los datos con características similares, la cual es una tarea natural del intelecto humano (5). Entre los existentes se encuentran los siguientes:

- Oaister: http://oaister.worldcat.org/ - iBoogie: http://www.iboogie.tv/ - Bestsearch: http://www.bestsearch.com/beta/ - Ixquick: http://www.ixquick.com/ - WebCrawler https://www.webcrawler.com/ - Dogpile http://www.dogpile.com/ - ZapMeta: http://www.zapmeta.com/ - Info.com http://www.info.com/ - Exite http://www.excite.es/ - Zoo Search: http://www.zoo.com/Zoo-Site/ - Surfwax: www.surfwax.com - Mamma: http://www.mamma.com - Search: http://www.search.com - Alltheweb: http://www.alltheweb.es/ - Metacrawler: https://www.metacrawler.com/

Los registros OAIster son totalmente accesibles a través de WorldCat.org, y se incluirán en los resultados de búsqueda WorldCat.org junto con los registros de miles de bibliotecas en todo el mundo.

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iBoogie puede realizar búsquedas organizadas en “cluster” y tiene un motor muy potente. Además, puedes añadir pestañas solicitando buscar en bases de datos concretas. Directorios de Materias Para catalogar al menos parte de Internet diversas empresas, organizaciones, bibliotecas, universidades e incluso grupos de voluntarios crean directorios y guías de materias. La entidad que realiza el directorio es la que escoge los recursos y los clasifica, o en otras ocasiones se limita a clasificar e introducir en su base de datos todos los recursos que les envían los autores. Los directorios de materias se construyen con la intervención humana, no por computadoras ni programas del robot. Se organizan por categorías de materias y se clasifican sus páginas por su contenido, los temas no se normalizan y varían según el alcance de cada directorio. No se realiza la búsqueda a partir de las palabras de los textos en las páginas Web, como es el caso de los motores de búsquedas, para ello se emplean los títulos, las descripciones, las categorías de materias, entre otros, por los que se recomienda la búsqueda por términos más generales. Son más pequeños y especializados que los motores de búsqueda. Su contenido es cuidadosamente evaluado y revisado por lo que suelen ser valiosos porque dan acceso a un pequeño conjunto de buenos recursos escogidos. Se consideran "guías estructuradas y sistematizada por clases y sub clases que reflejan diferentes direcciones y descripciones por diversas áreas del conocimiento de acuerdo a la fuente" (10). Entre los más utilizados se encuentran:

- Google Scholar: http://scholar.google.com/ - Redalyc: http://www.redalyc.org/ - DOAJ: http://www.doaj.org/ - Web de la ciencia: http://science.thomsonreuters.com/, en español http://wokinfo.com/espanol/ - ScienceDirect: http://www.sciencedirect.com/ - Dialnet: http://dialnet.unirioja.es/ - Latindex: http://www.latindex.com/ - SciElo: http://www.scielo.org/php/index.php?lang=es - Elsevier: http://www.elsevier.com

Redalyc es la red de revistas científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal. Es un proyecto impulsado por la Universidad Autónoma de Estado de México, una hemeroteca científica en línea. Brinda acceso al texto completo de más de 1256 revistas con más de 573 612 artículos de todas las áreas del conocimiento. Bajo el lema “la ciencia que no se ve no existe” busca contribuir al fortalecimiento de la comunicación científica de Iberoamérica y, al mismo tiempo, invita a las instituciones vinculadas con la generación del conocimiento a sumarse y participar en este proyecto con el objetivo de reunir los acervos completos de las revistas con mayor reconocimiento e impacto de la región. SciELO(Scientific Electronic Library Online o Biblioteca Científica Electrónica en Línea) es un proyecto de biblioteca electrónica, iniciativa de la Fundación para el Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo, Brasil y del Centro Latinoamericano y del Caribe de Información en Ciencias de la Salud (BIREME). Es un modelo para la publicación electrónica cooperativa de revistas científicas en Internet. DOAJ es un directorio que ofrece acceso gratuito al texto completo de más de 8.700 revistas electrónicas (983.779 artículos) que se someten a un específico y exigente sistema de calidad, sin límites en cuanto a lengua o materia. Fue fundado por el Open Society Institute- Budapest (anfitrión de la Budapest Open Access Iniciative), y es actualmente el directorio más amplio en Internet de revistas open access. Reside en las bibliotecas de la Universidad de Lund. La Web de la ciencia o Web Of Science (WOS) es una plataforma basada en tecnología Web que recoge las referencias de las principales publicaciones científicas de cualquier disciplina del conocimiento, tanto científico como tecnológico, humanístico y sociológicos desde 1945, esenciales para el apoyo a la investigación y para el reconocimiento de los esfuerzos y avances realizados por la comunidad científica y tecnológica. Dialnet es un servicio de alertas y hemeroteca virtual de sumarios de revistas científicas españolas que comenzó en la Universidad de La Rioja. Difunde la producción científica hispana.

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Latindex es producto de la cooperación de una red de instituciones que funcionan de manera coordinada para reunir y diseminar información bibliográfica sobre las publicaciones científicas seriadas producidas en la región. Actualmente cuenta con más de 21.380 revistas en Directorio, 6.654 en el Catálogo y 4.939 en Índice de Recursos Electrónicos. Elsevier es líder global en edición técnica, con más de 6.000 libros, 2.000 revistas científicas y bases de datos en Internet del mayor prestigio y difusión en 180 países. Está formado por editoriales de gran tradición y prestigio en el mundo de la ciencia, como W.B. Saunders, Mosby, Churchill Livingstone, Butterworth Heinemann y Hanley & Belfus. Bases de datos especializadas Las bases de datos almacenan información bibliográfica organizada en un soporte electrónico y disponen de herramientas para la búsqueda y localización de los documentos a texto completo asociados. Se pueden clasificar en cuanto a su alcance temático en especializadas y multidisciplinarias. A continuación, se muestra una descripción de algunas especializadas en el sector de la construcción:

- ARQ: http://www.arq.com.mx/ ARQ es un buscador de arquitectura, construcción y diseño en español. Constituye la comunidad más grande sobre arquitectura y construcción en español con más de 3 millones (3 418 808) de usuarios registrados de todo el mundo. Se dedica a investigar, recopilar y clasificar la información sobre Arquitectura y Construcción disponible en Internet, creando una enorme colección de información. Los arquitectos, estudiantes y personas interesadas en el tema, puedan encontrar fácilmente la información que necesitan. - Urbadoc: http://www.urbadoc.com Contiene más de 700.000 referencias bibliográficas sobre arquitectura, urbanismo y ordenación del territorio, existentes en las bases de datos de los miembros de la Asociación Urbandata, compuesta por un conjunto de productores europeos procedentes de Alemania, España, Francia, Italia y Reino Unido. Este sitio web da acceso a dichas bases de datos de forma individualizada y conjunta. Contiene las siguientes bases de datos:

Acompline y Urbaline (Greater London Authority, Reino Unido) Docet, Bibliodata (Archinet, Italia) Orlis (Deutsches Institut für Urbanistik, Alemania) Urbamet, Pascal y Francis (Association Urbamet, Francia) Urbaterr (Centro de Información y Documentación Científica, España)

Las bases de datos pueden ser consultadas por separado o de forma conjunta, actualizándose cuatro veces al año.

- ArchiRes: https://www.archires.archi.fr/en Base de datos producida en colaboración por las escuelas francesas y belgas de arquitectura. Contiene hasta la fecha más de 390.000 registros bibliográficos, 200 títulos de revistas especializadas, 25 bibliotecas especializadas y equipos de profesionales de la documentación. Desde finales de 2016, da acceso a los documentos digitales puestos a disposición por ENSA: PFE, TPFE, mapas, planos y otros documentos dedicados a la arquitectura, el urbanismo, el paisaje y la construcción. La base de datos se actualiza quincenalmente.

- Great Buildings Collection: http://www.greatbuildings.com/gbc.html Contiene información sobre más de 1000 edificios y cientos de arquitectos de todo el mundo y de todas las épocas. Cada obra va acompañada de textos, fotografías, comentarios, modelos en 3D, bibliografías, etc. Permite la búsqueda por nombre del edificio, nombre del arquitecto y lugar de ubicación del edificio.

- Avery Index to Architectural Periodicals: http://library.columbia.edu/locations/avery/avery-

index.html, http://encore.fama.us.es/iii/encore/record/C__Rb1646885?lang=spi Base de datos que contiene referencias de artículos de unas 700 revistas y más de 510.000 referencias de artículos sobre arquitectura, arqueología, planificación urbana, diseño de interiores y preservación de edificios históricos, exposiciones, entrevistas, etc.

- CUM-IN-CAD: http://itc.fgg.uni-lj.si/cumincad/

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Base de datos bibliográfica relacionada con el diseño arquitectónico mediante el uso del ordenador. Contiene publicaciones sobre diseño arquitectónico asistido por ordenador. Incluye información bibliográfica sobre más de 6.000 artículos de revistas y conferencias como ACADIA, CAADRIA, ECAADE, SIGRADI, CAAD Futures y otros. Todos los trabajos incluyen resúmenes completos, pero también se dispone de textos completos de unos 3.500 documentos. Se mantiene un índice separado de unos 700 trabajos en idioma español.

- Emerald Journals: http://www.emeraldinsight.com/ Emerald es una base de datos que recoge publicaciones de diferentes áreas temáticas como ingeniería, ciencias aplicadas y tecnología. Permite el acceso a más de 35.000 artículos a texto completo.

- EBSCO Host: https://search.ebscohost.com/ Aunque es una Base de datos multidisciplinaria al cubrir diferentes áreas de las ciencias y humanidades, también contiene información referencial a texto completo, índices y publicaciones periódicas académicas de arquitectura. Está constituida por un grupo de 12 bases de datos (Academic Search Premier, Business Source Premier, Regional Business News, ERIC, Health Source – Consumer Edition, Health Source: Nursing/Academic Edition, Clinical Pharmacology, MEDLINE).

Revistas científicas relacionadas con la construcción Las revistas científicas son publicaciones periódicas que recogen el progreso de la ciencia (11). Las relacionadas con los temas de la construcción están dirigidas a profesionales, constructores, académicos, investigadores, empresas, arquitectos, ingenieros y todos aquellos que deseen profundizar y actualizar sus conocimientos en esta área, una lista de algunas de ellas a nivel nacional e internacional se muestra a continuación: Revistas Nacionales - Revista de Arquitectura e Ingeniería: http://www.empai-matanzas.co.cu/revista/Portada.html por la

Empresa de Proyectos de Arquitectura e Ingeniería (EMPAI) de Matanzas, Cuba. - Arquitectura y urbanismo: http://rau.cujae.edu.cu/, http://revistascientificas.cujae.edu.cu/

RArquitectura.asp por el Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. - Obras: http://obras.netcons.com.cu/ por la Empresa de Informática y Automatización para la

Construcción AICROS. Revistas Internacionales - Revista de la construcción: http://construccioncivil.uc.cl/investigacion/revista-de-la-construccion

por la escuela de Construcción Civil, de la Pontificia Universidad Católica de Chile. - Ingeniería de Construcción: http://www.ricuc.cl/index.php/ric por la Pontificia Universidad Católica

de Chile. - Materiales de construcción: http://materconstrucc.revistas.csic.es/index.php/materconstrucc por el

Instituto de Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”, España. - Informes de la construcción: http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/

informesdelaconstruccion por el Instituto de Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”, España.

- ARQ: http://www.edicionesarq.cl/seccion/revista-arq/ por la Escuela de Arquitectura de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

- Ciência & tecnologia dos materiais: http://www.spmateriais.pt/portal/index.php/publicacoes/revista por la Sociedades Portuguesas de Materiais.

- Infraestructura Vial: https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/vial/index pertenece al Programa de Infraestructura del Transporte (PITRA) del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica.

- Materials Research: http://www.materialsresearch.org.br/ - Obras y Proyectos, revista de Ingeniería Civil: http://www.oyp.ucsc.cl/OyP/Inicio.html por la

Universidad Católica de la Santísima Concepción en Chile. - Ra. Revista de Arquitectura: https://www.unav.edu/publicaciones/revistas/index.php/revista-de-

arquitectura por la Universidad de Navarra en España. - Métodos y Materiales: https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/materiales por la Universidad de Costa

Rica.

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- Revista corrosão e protecção de materiais: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/21/paginas/126. - Concreto y cemento. Investigación y desarrollo: http://www.imcyc.com/ccid.ojs/index.php/ccid/

issue/archive/ por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. - Revista Matéria: https://revistas.ufrj.br/index.php/rm - Tecnología y Construcción: http://saber.ucv.ve/ojs/index.php/rev_tc por la Facultad de Arquitectura

y Urbanismo, Universidad Central de Venezuela. - AREA, agenda de arquitectura, diseño y urbanismo: http://www.fadu.uba.ar/publicaciones/

cat_are.html? por la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires. - ARKA Revista de arquitectura: http://www.ugc.edu.co/index.php?option=com_wrapper&

view=wrapper&Itemid=74 - Arquetipo: http://biblioteca.ucp.edu.co/OJS/index.php/arquetipo por la Universidad Católica de

Pereira en Colombia. - Arquisur: www.fadu.unl.edu.ar/arquisurrevista/ por la Asociación de Escuelas y Facultades de

Arquitectura Pública de América del Sur. - Arquitectura: http://www.sau.org.uy/publicaciones/revista-arquitectura/ por la Sociedad de

Arquitectos del Uruguay. - Arquitecturas del Sur: www.arquitecturasdelsur.cl por la Universidad del Bío-Bío, Chile. - Arquitexto: www.arquitexto.com Republica Dominicana. - AUS: http://www.ausrevista.cl/index.php por la Universidad Austral de Chile. - Revista Ciudad y Arquitectura CA: http://revistaca.cl/ Colegio de Arquitectos de Chile. - Cuadernos de vivienda y Urbanismo: www.javeriana.edu.co/viviendayurbanismo por el Instituto

Javeriano de Vivienda y Urbanismo de la Facultad de Arquitectura y Diseño. Pontificia Universidad Javeriana. Colombia.

- DANA-Documentos de Arquitectura Nacional y Americana: www.cedodal.com por Instituto Argentino de Investigaciones en Historia de la Arquitectura y el Urbanismo / CEDODAL.

- DEARQ: http://dearq.uniandes.edu.co por la Universidad de los Andes en Colombia. - DESIGNIA: http://www.uniboyaca.edu.co/facultades/FABA/designia/ por Ediciones universidad de

Boyacá, Colombia. - Revista Gestão & Tecnologia de Projetos: http://revistas.usp.br/gestaodeprojetos/ por el Instituto

de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo en Brasil. - HACHE. Arquitectura y Ciudad: www.revistahache.com.ar por Centro de Investigaciones de

Historia de la Vivienda en América Latina, Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires, Argentina.

- LIMAQ: http://revistas.ulima.edu.pe/index.php/Limaq por la Universidad de Lima en Perú. - Procesos Urbanos: http://cecar.edu.co/revista-procesos-urbanos por Corporación Universitaria del

Caribe, Colombia. - PROJETOdesign: www.arcoweb.com.br Brasil. - Revista de Urbanismo: http://www.revistaurbanismo.uchile.cl Universidad de Chile. - TRACE: http://www.constructo.cl Chile. - Trama, arquitectura + Diseño: http://www.trama.ec Ecuador. - TRAZA: http://traza.lasalle.edu.co Universidad de La Salle en Colombia. - Urbana: http://www.ifch.unicamp.br/ojs/index.php/urbana/index por el Centro Interdisciplinar de

Estudos sobre a Cidade do IFCH-UNICAMP en Brazil. - Urbano: www.revistaurbano.cl Departamento de Planificación y Diseño Urbano, Universidad del

Bio-bio en Chile. - Estoa: https://publicaciones.ucuenca.edu.ec/ojs/index.php/estoa/index por la Facultad de

Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Cuenca en Ecuador. Revistas sociales de la construcción Son revistas con diferentes formatos como entrevistas, anuarios, guías técnicas, proyectos y reportajes. Diariamente se actualizan con información y noticias en su página principal y también tienen perfiles en redes sociales como Twitter y Facebook, algunas de ellas son:

- Promateriales: www.promateriales.com - Estructurando: www.estructurando.net - Construmática: www.construmatica.com, portal y buscador líder de la construcción en España

y Latinoamérica. - Info-construcción: www.infoconstruccion.es - Eco-construcción: www.ecoconstruccion.net - Obras: www.obrasweb.mx - Mos ingenieros: www.mosingenieros.com/

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- Arquinétpolis: www.arquinetpolis.com - Fieras de la Ingeniería: www.fierasdelaingenieria.com - Instalaciones y eficiencia energética: www.instalacionesyeficienciaenergetica.com - Vivienda: http://www.revistavivienda.com.ar/ - 30-60 Cuaderno Latinoamericano de Arquitectura: www.30-60.com.ar

Estrategia de búsqueda Para obtener mejores resultados en el proceso de búsqueda, con mayor rapidez, exhaustividad y pertinencia de la información deseada, es recomendable: 1. Identificar términos específicos del tema, vocabulario especializado:

- palabras clave: sustantivos, verbos, nombres propios. - emplear sinónimos de las palabras elegidas, variantes gramaticales. - términos relacionados de significado parecido, o del mismo campo semántico. Cuando más específica sea la palabra, mayor será la probabilidad que se encuentre resultas relevantes. No es necesario emplear palabras que no son muy descriptivas como: artículos (el, la, los, un, uno…), adverbios (a, antes, bajo, con...) o comunes (documento, sitio web, empresa, información). Se debe tener en cuenta que, aunque la palabra tenga el significado correcto, si no es el término más utilizado, es posible que no se encuentre lo que se necesita.

2. Traducir los términos en otro idioma, fundamentalmente en inglés. 3. Utilizar la combinación de los términos con los operadores lógicos o “booleanos” para buscar en un campo (búsqueda sencilla) o bien en varios campos (búsqueda avanzada). Según estudio realizado (12), el uso adecuado de los operadores booleanos produce mejores resultados en la búsqueda de información. + ó AND: indica que se deben buscar las palabras claves juntas y obviar aquellas páginas en las

que aparecen por separado. - ó NOT: indica que se buscarán las páginas que incluyan la(s) palabra(s) clave menos la que se

encuentra después del signo (–) o la palabra NOT. * : Significa ‘todo’. Por ejemplo, lect* significa buscar todo documento que contenga palabras que

comiencen por lect. ‘ ’ :Escribir la expresión textual que se busca encerrada entre comillas, limita la búsqueda a

aquellos documentos que contengan todos los elementos indicados entre las comillas.

4. Acotar o “refinar” la búsqueda, en función de los resultados. 5. Combine varios buscadores (Motores de búsqueda, Metabuscadores, Directorios de Materias y Bases de Datos Especializadas). Evaluación de la información No toda la información que se publica en internet es buena, útil y válida. Una vez que se accede a ella es necesario evaluarla, discriminar qué es lo que vale y lo que no, analizar críticamente cuales son fiables y seleccionar las apropiadas. Su calidad vendrá determinada por su capacidad de satisfacer las necesidades de información de la persona que la utilice o consulte. No es medible o palpable de forma exacta, pero entre los aspectos que influyen en su calidad se encuentran:

- Precisión: tiene que ver con la exactitud y con el nivel de profundidad con que se aborda un tema. En este sentido, se debe discernir el rigor o la trivialidad.

- Relevancia: es la adecuación de la información a las necesidades de los usuarios. - Actualidad: determina en gran medida su utilidad. Por lo general, exceptuando la información con

valor histórico, cuanto más reciente sea ésta mejor. - Representación de la información: la forma en que se codifica, su idoneidad para representar el

contenido (texto escrito, imagen, gráfico), su estructuración, el lenguaje utilizado y su estética.

Al evaluar la calidad de la información es necesario saber de qué tipo es la fuente, la misma puede ser: primaria, secundaria o terciaria:

Hormigón AND hidráulico

(Hormigón OR hidráulico) NOT concrete

Hormigón OR hidráulico

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- Primaria (directas): es una fuente original, es información que se obtiene de primera mano; son

las palabras de un testigo o el primer registro de un evento. Ejemplos de fuentes primarias son las revistas arbitradas o académicas, los libros y las tesis.

- Secundaria: es la que provee información de segunda mano. También provee el contexto de un asunto o lo sintetiza. Estas fuentes ayudan a interpretar las fuentes primarias. Ejemplo de fuentes secundarias lo constituyen los diccionarios y los manuales.

- Terciaria: Es un resumen o una compilación de fuentes primarias, fuentes secundarias, o ambos. Compendian nombres y títulos de revistas y otras publicaciones periódicas, así como nombres de boletines, conferencias y simposios; nombres de empresas, asociaciones industriales y de diversos servicios. Ejemplo de ellas son los directorios de empresas, mercadotecnia y publicidad, opinión pública, títulos de reportes con información gubernamental, catálogos de libros básicos que contienen referencias y datos bibliográficos, etc.

Gestores de referencias bibliográficas Unido al desarrollo de las herramientas para buscar de forma eficiente información en internet, se han implementados software que permiten el almacenamientos y organización de los materiales encontrados; además de asistir en la tarea de confección de la bibliografía. Estas propuestas tecnológicas llamadas gestores de referencias bibliográficas, facilitan el uso de normas y estilos al permitir importar, organizar, exportar, editar y compartir referencias bibliográficas. Mediante su empleo se ahorra tiempo porque facilitan el manejo de grandes cantidades de referencias de una manera eficaz y, además, permiten la inserción automática de citas y la aplicación de diferentes formatos bibliográficos para generar bibliografías, lo que evita los errores que pueden provocarse en el proceso de redacción manual (13). Son muchos los existentes en el mercado: de pago, gratuitos, en entorno web, de software libre con licencia abierta, y otros. Algunos necesitan ser instalados en la computadora, como Endnote (www.endnote.com) o Procite (www.procite.com). Otros son gestores web que permiten tener acceso a las referencias desde cualquier computadora, compartir documentos y referencias con una red social, entre ellos se encuentran Mendeley (www.mendeley.com), Zotero (www.zotero.org) y CiteULike (www.citeulike.org). El mayor de los beneficios que aportan los gestores de referencias bibliográficas es el de crear bibliografías o introducir listas de referencias dentro de un documento de forma automática, según el estilos de citación deseado como Vancouver, Harvard, APA, entre otras muchas. Conclusión Un estudio realizado (5) para saber el grado de efectividad con el que estas herramientas de búsqueda en la Web recuperan adecuadamente la información, confirma que si se utiliza una estructura de metadatos adecuada en la organización de la información, se obtiene un mayor índice de recuperación. Se demostró que si se busca en varios idiomas y empleando operadores lógicos boléanos se logran mejores resultados. Al emplear los profesionales de la construcción estas herramientas de búsqueda, se les facilita el acceso a documentos de calidad y validez científica, obteniéndose mejores resultados, lo que tributa a investigaciones de mejor calidad. Referencias bibliográficas 1. Rincón, D y Romero MG. Las infotecnologías en la transformación de las relaciones del tercer

entorno. Negotium [en línea] 2012; 8(23):107-38. Disponible en: http://www.redalyc.org/html/782/78225158005/ [Consulta: septiembre 13 del 2017]

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3. Torricella RG, Lee F y Carbonell S. Infotecnología: la cultura informacional para el trabajo en la Web. Ciudad de La Habana: Editorial Universitaria; 2008. 49 p.

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CMS y LMS vulnerables a ataques de sus administradores de bases de datos. CMS and LMS vulnerable to attacks by their database administrators.

RESUMEN

En la era de la Internet se utilizan cada vez más diversas tecnologías para llevar la información y el conocimiento a personas de todo el mundo. Algunas de ellas son los Sistemas para la Gestión del Aprendizaje como Moodle; los blogs, los sitios y portales web, basándose buena parte de estos en populares Sistemas Gestores de Contenidos como Joomla, Wordpress y Drupal. Estas tecnologías tienen en común la necesidad de usar un Sistema Gestor de Base de Datos para su funcionamiento en general, lo que incluye el uso de tablas para almacenar datos de los usuarios que tendrán acceso al sistema e información necesaria para su autenticación. Estos sistemas son administrados por personas que poseen elevados números de privilegios y que pueden explotar las vulnerabilidades presentes en Joomla, Wordpress, Drupal y Moodle para apropiarse de la cuenta de un usuario determinado para realizar actos perjudiciales con el nombre de dicha cuenta; esto lo logra al suplantar el password que existe en la base de datos (que él administra) asociado a un usuario por un nuevo password generado por él, sin que el usuario víctima lo note y pueda impedirlo. De ahí que el objetivo del artículo sea demostrar la existencia de dichas vulnerabilidades y como pueden ser explotadas por este tipo de personas con la intención de hacer daño, alertando de esta manera a los usuarios y a los desarrolladores de estas tecnologías para que tomen medidas al respecto. Los autores dan una propuesta de solución a esta situación.

PALABRAS CLAVES: Base de datos, sistema gestor de base de datos, sistemas gestores de contenidos, sistemas para la gestión del aprendizaje, vulnerabilidades.

ABSTRACT

In the era of the Internet the information and knowledge, utilize to people of whole more and more various carryout technologies the world. Some there are Learning Management Systems like Moodle; sites and portals Web, having a base good part of these in popular Content Management Systems like Joomla, Wordpress and Drupal. These technologies have the need to use Data Base Management Systems for his functioning in general jointly that includes the use of tables to store data of the users that will have

Ing. Alexis Ramón Domínguez Arrojo

Ingeniero Informático, Miembro de la Federación de Radioaficionados de Cuba. Desarrollador de software y administrador de redes de la Empresa de Mantenimiento a los Grupos Electrógenos de Fuel-Oil. Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba Email:[email protected]

Dr. Ing. Juan Carlos Sepúlveda Peña.

Dr. en Ciencias Informáticas, Ingeniero en Control Automático, Profesor Titular de la Facultad de Informática del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. Calle 114 e/ 119 y 127, Marianao, La Habana, Cuba Email: [email protected]

Dr. Ing. Yulier Núñez Musa.

Dr. en Ciencias Informáticas, Profesor Titular de la Facultad de Informática del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. Calle 114 e/ 119 y 127, Marianao, La Habana, Cuba. Email: [email protected]

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access to the system and necessary information for its authentication. People administrate the systems that they possess elevated numbers of privileges and that the present vulnerabilities in Joomla, Wordpress, Drupal and Moodle to take possession of the account of a user determined can exploit to accomplish nuisances under the name of the aforementioned account. This achieves it taking some my place the password that exists in database (that he administrates) once a user for a new password generated by him was associated, without than the user victim note it and may impede him. So that the objective of the article be to demonstrate the existence of the aforementioned vulnerabilities and as they can be exploited by this people's type with the intention of being harmful, alerting this way the users and to the developers of these technologies in order that they take measures to the respect. The authors give a proposal of solution to this situation.

KEY WORDS: Databases, data base management systems, content management systems, learning management systems, vulnerabilities.

1- INTRODUCCIÓN

Con el surgimiento de la Internet y la Web 2.01 es común ver como sitios y portales web, así como blogs2 y diferentes aplicaciones inundan el ciberespacio3 [1]. Gran parte de estas tecnologías se desarrollan utilizando Sistemas de Gestión de Contenidos4 (CMS, por sus siglas en inglés) por las ventajas y beneficios que estos proveen [2]. Algunos de los CMS libres más conocidos y utilizados son: Joomla, Drupal y Wordpress [3].

También se han vuelto populares en Internet los Ambientes Educativos Virtuales o Sistemas de Gestión de Aprendizaje5 (LMS, por sus siglas en inglés) por las ventajas que estos ofrecen a los diferentes usuarios de diferentes regiones del mundo [4]. Uno de los sistemas libres más conocido y utilizado es el Ambiente de Aprendizaje Dinámico y Modular Orientado a Objetos (Moodle, por sus siglas en inglés) [5].

Estas tecnologías tienen en común la necesidad de usar un Sistema Gestor de Base de Datos6 (SGBD) para su funcionamiento en general, lo que incluye el uso de tablas7 para almacenar datos de los usuarios que tendrán acceso al sistema e información necesaria para su autenticación8. También requieren por lo general de un servicio hosting9 para mantener los sitios o blogs en línea (online) [21].

Es usual leer noticias de ataques y hackeos realizados de manera externa a diferentes sitios webs y blogs que se sustentan en las tecnologías anteriores [6]. Acerca de esta variante de ataques y la forma

                                                            1 Sistema global de hipertexto que utiliza Internet como su mecanismo de transporte. En un sistema de hipertextos, el usuario navega haciendo clic sobre hipervínculos, que despliegan otros documentos (que también contiene hipervínculos) [1].

2 Espacio personal de escritura en Internet, similar a un diario en línea, es decir, un sitio que una persona usa para escribir periódicamente, en el que toda la escritura y el estilo se manejan vía Web [1]. 3 Espacio cibernético. Espacio telemático por el que circula la información en las redes. Coloquialmente, suele denominarse "navegar por el ciberespacio" a la acción de consultar Internet [18]. 4 Sistema de software para ordenador que permite organizar y facilitar la creación de documentos y otros contenidos de modo cooperativo. Con frecuencia es una aplicación web usada para gestionar sitios y contenidos web [17]. 5 Sistema de software online que permite administrar, distribuir, monitorear, evaluar y apoyar las diferentes actividades previamente diseñadas y programadas dentro de un proceso de formación completamente virtual o de formación semipresencial [19]. 6 Software de aplicación que controla los datos en una base de datos, incluyendo la organización global, el almacenamiento, la recuperación, la seguridad e integridad de los datos [1]. 7 Objeto de una base de datos que almacena datos como una colección de filas y columnas [1]. 8 Proceso que se utiliza para comprobar que una entidad o un objeto es quien dice ser [1].

9 Servicio de hospedaje, acción de alojar un documento web en los servidores de internet para difundirlo [1].

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de cómo resolverlos existen diversas fuentes que abordan el tema [7], lo inusual son noticias referentes a ataques internos y relacionadas con las personas que poseen un número elevado de privilegios y atiende las bases de datos10 en las que se soportan los sistemas: el administrador de la base de datos. De acá que el objetivo de este artículo sea dar a conocer las vulnerabilidades presentes en el LMS Moodle y en los CMS: Joomla, Drupal y Wordpress, que pueden ser aprovechadas por estos administradores con la finalidad de causar daños en las personas o en los datos. En el artículo se da una propuesta de solución a esta situación

2- MATERIALES Y MÉTODOS.

Para instalar de forma local los CMS: Joomla, Drupal y Wordpress, así como el LMS Moodle se requiere de un servidor web11, un intérprete12 para el lenguaje de script PHP13 y un SGBD. Para el desarrollo de la investigación se instaló el software XAMPP (disponible en https://www.apachefriends.org/es/index.html), (paquete de instalación gratuito) que consiste principalmente de un SGBD (MySQL o MariaDB), el servidor web Apache y los intérpretes para lenguajes de script: PHP y Perl; el nombre proviene del acrónimo de X (para cualquiera de los diferentes sistemas operativos), Apache, MySQL, PHP, Perl [8]. De este software también se utilizó el módulo adicional que instala para la administración de la base de datos: phpMyAdmin.

CMS

Joomla

Joomla es un CMS premiado y reconocido mundialmente, que ayuda a construir sitios web y aplicaciones en línea potentes. Es una solución de código abierto y está disponible libremente para cualquiera que desee utilizarlo. Es software libre distribuido bajo Licencia Pública General GNU [9]. Ha sido un gran éxito desde hace varios años y ahora es popular con millones de usuarios en todo el mundo. Es fácil de instalar, fácil de gestionar y muy confiable [10].

Cuando se instala Joomla hay que llenar algunos campos referentes a la configuración del sistema. Es en este momento donde se le da el nombre a la base de datos que se creará, se escribe el nombre de usuario y contraseña de la misma, así como el prefijo de las tablas que esta contendrá. El nombre de la tabla que almacena los nombres de usuarios y sus contraseñas tiene la siguiente estructura: prefijodetabla_users, donde el nombre del campo donde se almacena la contraseña es password y el nombre del campo donde se almacena el nombre de usuario es username.

Wordpress

Wordpress es un CMS que se puede utilizar para crear fantásticas webs, blogs o aplicaciones. Se dice que WordPress es, al tiempo, gratis y de un precio incalculable. WordPress lo crean y mantienen cientos de voluntarios de la comunidad y hay miles de plugins14 y temas disponibles para transformar la web en cualquier cosa que se pueda imaginar [11]. Más de 60 millones de personas han elegido WordPress, existiendo más de 64 millones de sitios basados en este CMS [12]. Es un proyecto de código abierto, desarrollado en PHP y MySQL, bajo Licencia Pública General v2 [13].

                                                            10 Conjunto de información o de datos relacionados que se encuentran agrupados o estructurados, fiables y homogéneos, organizados, independientemente de su utilización e implementación, en una computadora, accesibles en tiempo real [1]. 11 Máquina conectada a la red en la que están almacenadas físicamente las páginas que componen un sitio Web. //Dícese también del programa que sirve dichas páginas [1].

12 Traductor de un lenguaje de programación, el cual convierte el código fuente de un programa de alto nivel -línea por línea- en enunciados del lenguaje máquina [1]. 13 Lenguaje de programación de código abierto y de distribución gratuita [1]. 14 Pequeño programa que añade funcionalidades a otro programa, habitualmente de mayor tamaño [1].

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Cuando se instala Wordpress se introduce información en campos referentes a la configuración de este CMS, acá es donde se escribe el nombre de la base de datos, el nombre de usuario y contraseña de la misma, así como el prefijo de las tablas que esta contendrá. El nombre de la tabla que almacena los nombres de usuarios y sus contraseñas tiene la siguiente estructura: prefijodetabla_users, donde el nombre del campo donde se almacena la contraseña es user_pass y el nombre del campo donde se almacena el nombre de usuario es user_login.

Almacenamiento de las contraseñas de Joomla y Wordpress. Variantes de suplantación15.

Luego de la instalación de las versiones estables de los CMS Joomla y Wordpress: 3.6.0 (de 2016) y 4.5.3 (22 de junio2016) respectivamente, usando MySQL (versión 5.5.25a) como SGBD y phpMyAdmin (versión 3.5.2), se pudo constatar que estos CMS guardan las contraseñas asociadas a los usuarios, en la base de datos usando el algoritmo criptográfico MD516. No guardan la contraseñas en texto claro, sino que le aplican una función hash17 a éstas y el valor resultante es lo que almacenan; protegiéndolas de esta forma por si es comprometida la base de datos por un ataque externo, para que no puedan ser utilizadas por los atacantes.

Conociendo lo anterior, el administrador de la base de datos puede crearse un password en texto claro, luego aplicarle el algoritmo MD5 y así obtener el valor hash de su nueva contraseña, hash que puede suplantar en cualquier campo de contraseña asociado a cualquier usuario de la base de datos que él administra. Con esta acción es capaz de adentrarse en el sitio web o blog que utiliza la base de datos que él administra usando un nombre de usuario real, pero que no le corresponde a él, pudiendo utilizarlo para cometer acciones perjudiciales y así incriminar al verdadero usuario al que corresponde ese perfil. Esta acción la puede repetir ilimitadamente si antes de suplantar o sobreescribir el password que existe asociado al usuario (que va a ser víctima) con el nuevo password (generado por él) copia en un fichero18 el password existente, para así poder restaurarlo una vez cometa la suplantación y el usuario víctima no se entere, pues al autenticarse la víctima en el sistema lo haría de forma rutinaria y no se enteraría de que su cuenta (asociada a su nombre de usuario) fue utilizado por otra persona que no fue él.

Otra vía para realizar la suplantación de password es editar en el phpMyAdmin el usuario al que se quiere victimizar, salvar el hash del password existente, luego en el campo password introducir la nueva contraseña (en textoclaro, que será utilizada para acceder al sistema usando este nombre de usuario) y seleccionar en el combobox19 ¨password¨ el tipo de dato20 (en este caso MD5), para que así quede guardada en el nuevo tipo. Otra variante es copiar el hash del password asociado a un usuario del que se conoce la contraseña en texto claro y sobrescribirlo en el campo del password del usuario que va a ser víctima. Luego de aplicar alguna de las variantes anteriores solo resta autenticarse en el sitio web o blog utilizando el nombre de usuario de la víctima y el password que se generó y se suplantó por la contraseña original de la víctima. A continuación se describe una de las variantes con un ejemplo real.

Ejemplo:

Nombre de usuario (que será víctima) en la base de datos: ale2

Hash del password del usuario ale2 existente en la base de datos:

                                                            15 Sustituir una cosa por otra, especialmente de forma fraudulenta [20]. 16 Esquema de hash unívoco de 128 bits. Un esquema de hash es un método para transformar los datos, por ejemplo, una contraseña, de manera que el resultado sea único y no se pueda devolver a su forma original [1]. 17 Función computable mediante un algoritmo que tiene como entrada un conjunto de elementos, que suelen ser cadenas y los convierte (mapea) en un rango de salida finito, normalmente cadenas de longitud fija [1]. 18 Unidad significativa de información que puede ser manipulada por el sistema operativo de una computadora. Ejemplo: contraseña.txt [1]. 19 Cuadro de lista descendente. En una interfaz gráfica de usuario, elemento de un cuadro de diálogo que ayuda al usuario a escoger un ítem desde una lista de posibles alternativas [1]. 20 Especifica el rango de valores que puede contener una variable o una constante y se almacena esa información en la memoria de la computadora [1].

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Password en texto claro al que se le aplicará el algoritmo criptográfico MD5 para suplantar por el password de ale2: Esto sí es una prueba de MD5

Hash MD5 resultante: 02306f485f385f6ed9ab6626052a633d

Luego de generar el hash MD5 que se suplantará, este se copia en caché21, entonces hay que autenticarse como administrador en el software desde el que se administra la base de datos (phpMyAdmin, en esta investigación), seleccionar la base de datos en la que se encuentra el usuario que será víctima, seleccionar la tabla de la base de datos en la que se almacenan los nombres de usuarios y sus respectivas contraseñas, en el caso de Joomla y Wordpress: prefijodtabla_users, luego doble clic en el campo que almacena el hash del password del usuario ale2, se borra el hash existente y finalmente se pega el hash MD5 que se generó. Esto permitirá autenticarse en el sitio o blog con el usuario ale2 y el password ¨Esto sí es una prueba de MD5¨.

Drupal

Drupal es un CMS que se utiliza para crear sitios web dinámicos y con gran variedad de funcionalidades. Es un software libre distribuido bajo la Licencia Pública General, escrito en PHP, que cuenta con una amplia y activa comunidad de usuarios y desarrolladores que colaboran conjuntamente en su mejora y ampliación [14]. Esta ampliación es posible gracias a que se trata de un sistema modular con una arquitectura consistente, que permite que los módulos creados por cualquier desarrollador puedan interactuar con el núcleo del sistema y con los módulos creados por otros miembros de la comunidad. Con Drupal es posible implementar una gran variedad de sitios web: un blog personal o profesional, un portal corporativo, una tienda virtual, una red social o comunidad virtual [15].

Cuando se instala Drupal hay que llenar algunos campos referentes a la configuración del sistema. Es en este momento donde se escribe el nombre de la base de datos, el nombre de usuario y contraseña de la misma, así como el prefijo de las tablas que esta contendrá. El nombre de la tabla que almacena los nombres de usuarios y sus respectivos passwords tiene la siguiente estructura: users_field_data, donde el nombre del campo donde se almacena la contraseña es pass y el nombre del campo donde se almacena el nombre de usuario es name.

Versión 6.20

Al instalar la versión 6.20 del CMS Drupal usando MySQL (versión 5.5.25a) como SGBD y phpMyAdmin (versión 3.5.2) para la administración de la base de datos se pudo comprobar que esta versión del CMS presenta las mismas vulnerabilidades que Joomla y Wordpress (referido a la manera de salvar el password asociado a los usuarios en la base de datos), por lo que se aplicaron las mismas variantes de suplantación descritas en la sección anterior y se obtuvieron los mismos resultados.

Versión 7

Al instalar la versión 7 de Drupal usando MySQL (versión 5.5.25a) como SGBD y phpMyAdmin (versión 3.5.2) para la administración de la base de datos, se procedió a ejecutar los mismos procedimientos que se usaron con la versión 6.20, pero en esta ocasión no se lograron los mismos resultados. A partir de esta versión se usa SHA512 como algoritmo criptográfico y no MD5 como en las versiones anteriores para almacenar las contraseñas en la base de datos, por lo que no fue posible suplantar las contraseñas de los usuarios desde el phpMyAdmin puesto que en el combobox del tipo de dato asociado al campo password no aparece SHA512, solo MD5 y SHA.

Se probó además generar un password con SHA512 y sustituirlo en el campo password de un usuario seleccionado para ser víctima, lográndose la sustitución del password, pero no la utilización del nombre de usuario para cometer actos perjudiciales, ya que al intentar la autenticación con el password al que se

                                                            21 Proceso que consiste en almacenar, de forma temporal, los valores de datos utilizados recientemente en un bloque especial de la memoria para agilizar el acceso posterior [1].

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le aplicó el SHA512 dio error de inicio de sesión22. La variante que se encontró, fue que el administrador de la BD se creara una cuenta (usuario y password) desde el sistema y luego desde la BD que administra asociada a ese sistema, copiar el hash de ese password generado y suplantarlo por el hash existente del usuario víctima, lográndose de esta manera la autenticación en el sistema con la nueva contraseña generada y no con la del verdadero usuario, apropiándose de esta manera nuevamente de un nombre de usuario cualquiera para cometer actos dañinos.

Versión 8.1.8

Luego de la instalación de la versión estable 8.1.8 (del 3 de agosto de 2016) de Drupal usando MariaDB (versión 10.1.9) como SGBD y phpMyAdmin (versión 4.5.1), se efectuaron las mismas pruebas que se realizaron con la versión 7, obteniéndose los mismos resultados. Por lo que a la fecha de publicarse este artículo se mantiene la vulnerabilidad.

LMS

Moodle

Moodle es un sistema gratuito para gestión del aprendizaje en línea también conocido como Entorno Virtual de Aprendizaje (Virtual Learning Environment = VLE, por sus siglas en inglés) [16]. Es apropiado para todas las edades y todos los sectores. Generalmente se usa en-línea, pero también en una computadora sin internet o en una intranet dentro de una organización. Está diseñado para proporcionarles a educadores, administradores y estudiantes un sistema integrado único, robusto y seguro para crear ambientes de aprendizaje personalizados. El número de usuarios de Moodle a nivel mundial es de más de 79 millones de usuarios, entre usuarios académicos y empresariales, convirtiéndose en la plataforma de aprendizaje más ampliamente utilizada del mundo [5].

Cuando se instala Moodle se introduce información en campos referentes a la configuración de este LMS, acá es donde se escribe el nombre de la base de datos, el nombre de usuario y contraseña de la misma, así como el prefijo de las tablas que esta contendrá. El nombre de la tabla que almacena los nombres de usuarios y sus contraseñas tiene la siguiente estructura: prefijodetabla_users, donde el nombre del campo donde se almacena la contraseña es password y el nombre del campo donde se almacena el nombre de usuario es username.

Luego de la instalación de Moodle 3.1.1 (versión liberada el 11 Julio de 2016) usando MySQL (versión 5.6.16) como SGBD y phpMyAdmin (versión 4.1.12) se pudo constatar que se pueden utilizar las mismas variantes usadas con Joomla y WordPress para lograr el mismo objetivo.

3- RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de las pruebas aplicadas a los CMS: Joomla, Wordpress y Drupal y al LMS: Moodle queda demostrado la carencia de un mecanismo por parte de estas tecnologías para impedir que el administrador de las bases de datos, en las que se soportan estos sistemas pueda realizar la suplantación no autorizada de identidad de un usuario cualquiera. Estas acciones tienen graves consecuencias, por ejemplo, se pueden victimizar periodistas de renombre, ya que al apropiarse de su nombre de usuario se pueden escribir comentarios ofensivos respecto a cualquier tema, manchando así la imagen de esta persona y creando grandes conflictos intelectuales, políticos y morales; pues esta persona no tiene forma de demostrar que no ha sido la que ha publicado ese tema, pues a su verdadero nombre está asociado ese nombre de usuario, al que aparece asociado ese comentario o post.

En el caso de Moodle siempre existe la competencia entre estudiantes. Un alumno pudiera sobornar al administrador de la base de datos para obtener un password (válido por un corto tiempo, pues luego el administrador restauraría el original) asociado al nombre de usuario de su compañero rival y apropiarse así del perfil del mismo, entonces podría mandar trabajos de baja puntuación para desacreditarlo y poder tener mejores notas, ganándose una beca o un puesto de trabajo que en realidad no le pertenecía, por ejemplo.

                                                            22 Espacio de trabajo que se abre en una computadora o sistema donde determinado usuario realiza su trabajo [1].

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En las pruebas realizadas se demostró además que el usuario víctima no posee ningún sistema de alerta para darse cuenta de que su cuenta fue utilizada por una persona que no fue él, solamente el LMS: Moodle posee registros de la actividad de autenticación dando como datos la fecha y la hora de la primera y la última vez que se accedió al sitio, así como la dirección IP y la acción realizada. Si el usuario de Moodle tiene como costumbre revisar esta sección podría darse cuenta de que alguien accedió desde su sesión, pero si es olvidadizo o sencillamente no revisa esta sección, no se dará por enterado de que su cuenta fue usada por otra persona no autorizada.

4- CONCLUSIONES

Los CMS: Joomla, Wordpress y Drupal y el LMS: Moodle necesitan de un SGBD para su funcionamiento en general, lo que incluye el uso de una base de datos conformada por tablas, que entre otras informaciones almacenan datos de los usuarios que tendrán acceso al sistema e información necesaria para su autenticación. Estas bases de datos son administradas por personas con un alto nivel de privilegios, que pueden realizar la suplantación no autorizada de identidad de un usuario cualquiera existente en la base de datos que administren. En el artículo se ejemplificaron además las acciones perjudiciales que pueden llevar a cabo estos administradores de bases de datos al explotar las vulnerabilidades presentes en estas tecnologías y las posibles variantes que pueden emplear para lograr con éxito las suplantaciones de identidad.

Está claro que los administradores de bases de datos por lo general son personas serias y responsables, que no deben verse involucradas en acciones como las descritas, pero a fin de cuentas son seres humanos que pueden ser sobornados, amenazados, extorsionados, etc. Si se contrata un servicio de hosting para algún sitio que se basa en estos CMS o LMS, hay que tener en cuenta que los administradores por lo general pertenecen a empresas foráneas y responden a los intereses de estas, por lo que no son confiables. Existen casos de personas altamente confiables que han dado al traste con este tema, como es el caso del reconocido administrador de sistemas Edward Snowden, por lo que no es conveniente que un administrador tenga tales privilegios. Además es injusto que los usuarios no se enteren de que es lo que ha sucedido con su cuenta o perfil al ser usada por una persona ajena, se viola de esta manera la privacidad de los datos de esta persona así como la integridad de los mismos.

Se denuncia en el artículo la existencia de un problema de seguridad y se dan muestras de la magnitud del mismo. De esta manera se alerta a los usuarios y desarrolladores de estas tecnologías para que trabajen de conjunto en la búsqueda de una solución. Los autores del artículo proponen el desarrollo de un plugin para cada una de estas tecnologías como una posible solución a los problemas antes descritos. Se analizaron varios de estos pequeños programas pero ninguno logra resolver la situación y los que pudieran ayudar de alguna forma son de pago.

5- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Seguridad estructural ante acciones sísmicas de puentes de hormigón armado teniendo en cuenta elementos asociados al efecto de sitio. Puente sobre afluente Cauto

Structural safety against seismic actions of reinforced concrete bridges taking into account elements associated with site effect. “Afluente Cauto” bridge.

Resumen

Se presenta la evaluación del desempeño sísmico estructural de un puente prefabricado de hormigón armado construido en la Autopista Nacional de Santiago de Cuba, provincia ubicada en la zona de mayor peligrosidad sísmica de Cuba. Se realiza la caracterización ingeniero-geológica del área de emplazamiento a partir del análisis de mapas del sitio y de calas geotécnicas realizadas en el área, reconocimiento geológico in situ y la aplicación del método geofísico de sísmica de refracción. Finalmente, se determinan los aspectos estructurales que inciden directamente en el mal comportamiento de estas estructuras, así como la incidencia del suelo en la respuesta estructural. El análisis permite definir que la estructura manifiesta un pobre desempeño asociado a la tipología prefabricada utilizada en su construcción. Asimismo se demuestra que el suelo presente en el área incide directamente en la

Dr CT. Ing. Darío Candebat-Sánchez Investigador Auxiliar. Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas. Cuba. Email:[email protected]

Ing. Gabriel Salazar Carbonell Aspirante a Investigador. Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas. Cuba. Email: [email protected]  

MSc. Ing. Luis Felipe Caballero-Cornier Especialista en Ciencia, la Tecnología y el Medio Ambiente. Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas. Cuba. Email: [email protected]

Dr.CT. Ing. Braulio Lima González. Profesor Titular. Universidad Tecnológica de la Habana. Facultad de Ingeniería Civil. Email:[email protected] 

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amplificación de las acciones sísmicas generadas por el terremoto de diseño, con 475 años de período de retorno y un 15 % de probabilidad de excedencia.

Palabras claves: desempeño sísmico, suelo, puentes, sísmica de refracción, terremoto.

Abstract

An assessment of structural seismic performance of a precast reinforced concrete bridges built in Santiago de Cuba National Highway, placed in the zone of highest seismic hazard in Cuba, is presented. The geotechnical characterization of the site area is performed from the analysis of site maps and geotechnical boreholes, geological survey in situ and the application of the geophysical method of seismic refraction. Finally, the elements affecting the structural behavior of these engineering works are determined, as well as the incidence of soil in the structural response. The analysis allows defining that the structure shows a poor performance associated with the precast typology used in its construction. Also it shows soil in the area directly affects the amplification of seismic actions generated by the earthquake design, with 475-year return period and 15% probability of exceedance.

Key words: seismic vulnerability, soil, bridges, seismic refraction, earthquake.

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Introducción

Durante la ocurrencia de eventos sísmicos fuertes, como los acontecidos en Haití y Chile en 2010 y en Ecuador en el año 2016, puentes de hormigón, de carreteras, colapsaron o resultaron dañados, provocando pérdidas materiales y humanas y afectando la comunicación entre las comunidades.

La figura 1 muestra algunos de los problemas manifestados en las redes viales, observándose que las características del suelo, asociadas al efecto de sitio, inciden directamente en la aparición de daños significativos.

a)

b) c)

Figura 1. Daños durante el sismo de Chile (27 de febrero del 2010). a) Puente “Viejo”. Pérdida de soporte de tramos. b y c) Daños en la infraestructura y redes de servicio público. Fuente: FOPAE (2010).

Valdebenito (2005) en Aburto (2013) afirma que:

El origen de los efectos de sitio es debido a la presencia de relieves (efecto topográfico), de materiales superficiales (suelos blandos) o de fuertes discontinuidades laterales del subsuelo. Estas condiciones locales pueden modificar la acción sísmica en distintos aspectos como en el contenido de frecuencias, en un aumento de la amplitud y en la duración (p.53).

Fenómenos como la licuación del suelo, los deslizamientos del terreno, asentamientos y amplificación de las ondas sísmicas son parte del efecto de sitio. González y Verdugo (2014) afirman que:

El terremoto del 27-F dejó en evidencia un gran número de sitios donde ocurrió el fenómeno de licuefacción de suelos, extendiéndose entre La Calera y el Lago Llanquihue. Los principales patrones de daños incluyen la formación de grietas, asentamientos, desplazamiento lateral del suelo y formación de volcanes de arenas. Las estructuras que fueron afectadas con este fenómeno corresponden a viviendas, puentes y pasos a desnivel, puertos y muelles, tranques de relaves y estructuras enterradas (p.1).

Este trabajo tiene el objetivo de evaluar el desempeño sísmico estructural de un puente de hormigón armado ubicado en la zona de mayor peligrosidad sísmica de Cuba, teniendo en cuenta los resultados de la aplicación de estudios geofísicos y perforaciones en el área de ubicación de la estructura y la identificación de fenómenos relacionados con el efecto de sitio.

Materiales y métodos

Se analiza el proyecto original de la tipología estructural del puente seleccionado como caso de estudio, se realiza una caracterización que involucra los elementos que intervienen en su comportamiento ante acciones generadas por eventos sísmicos: funcionamiento estructural, cantidad y dimensiones de las luces, materiales, espaciamiento entre vigas, características de las pilas y estribos y la cimentación.

Esta información permite organizar el trabajo a partir de las siguientes tareas:

Descripción ingeniero-geológica del área de ubicación de la estructura.

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Caracterización de la capa de suelo superficial a partir de inspección de campo: se realiza una inspección por parte de un equipo multidisciplinario que evalúa visualmente las condiciones del suelo y las posibles causas de los problemas que puedan detectarse.

Análisis del esquema geológico de la zona de ubicación del puente estudiado: se analiza el mapa geológico para determinar sobre que formaciones geológicas se ubica la estructura.

Aplicación del método de sísmica de refracción: se obtienen perfiles de velocidades de ondas longitudinales (Vp) que permiten delimitar de manera aproximada cada capa de suelo presente.

Análisis de las características ingeniero–geológicas según perforaciones geotécnicas realizadas en el área: se analizan los resultados de las calas realizadas por la Empresa de Investigaciones Aplicadas (ENIA) en el área de ubicación del puente, evaluando la probabilidad de ocurrencia de fenómenos como la licuación del suelo y los asentamientos.

Compatibilización de los resultados obtenidos en cada análisis realizado. Evaluación del desempeño estructural ante acciones sísmicas: se realiza un análisis estático no lineal

donde se consideran los resultados del estudio de suelo y de los parámetros evaluados.

Este método se basa en el análisis de la estructura bajo cargas gravitatorias constantes y cargas laterales incrementadas, en forma monotónica en la componente sísmica horizontal. Como resultado se obtiene su curva de capacidad resistente, que relaciona el cortante basal con el desplazamiento lateral en el tope de la estructura. De esta manera, permite estimar los posibles daños, identificando los puntos de aparición de las zonas de disipación de energía (articulaciones plásticas).

Según Akkari and Duan (2003), varios factores influyen en el comportamiento no lineal de un puente; entre ellos, la no linealidad geométrica y la no linealidad de los materiales, cuyo sustento teórico se describe a continuación:

No linealidad geométrica

Según estos autores, esta propiedad puede ser considerada en la formulación de las matrices de rigidez de los miembros. Afirman que la relación general fuerza–desplazamiento para el miembro prismático puede ser expresada como sigue:

(1)

Donde y son los vectores fuerza y desplazamiento y es la matriz rigidez.

Se tiene en cuenta a partir del análisis del efecto P-∆, en el cual las ecuaciones de equilibrio toman parcialmente en consideración la configuración deformada de la estructura. Las fuerzas que producen tensión tienden a resistir la rotación de los elementos y rigidizan la estructura, las fuerzas de compresión, por su parte, tienden a acentuar la rotación de los elementos y desestabilizan la estructura.

No linealidad de los materiales

Se considera a partir del análisis de los modelos tensión–deformación de los materiales. Se incorpora la no linealidad del hormigón, utilizando una relación no lineal tensión–deformación a través del modelo de Mander (Mander et al., 1988), para el hormigón confinado y no confinado (figura 2). Las ecuaciones constitutivas se describen a continuación:

Para el hormigón no confinado:

´ ε ε (2)

´ 1 ε ε ε (3)

´

(4)

Donde y son la deformación y tensión del hormigón; ´ es la tensión máxima para el hormigón no confinado, usualmente tomado como la resistencia cilíndrica a compresión, ´; es la deformación para la tensión máxima para el hormigón no confinado; es la deformación a compresión para el hormigón no confinado; es el módulo de elasticidad del hormigón; β es el factor de reducción para la rama descendiente.

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Para el hormigón confinado:

´

(5)

1 5´

´ 1 (6)

(7)

´

(8)

Dónde: ´ y son el valor máximo de tensión a compresión y su correspondiente deformación para el hormigón confinado, ´ y (deformación de compresión última para el hormigón confinado) dependen del tipo de confinamiento y la forma.

a)

b)

Figura 2. a) Modelo de Mander. Curvas tensión-deformación. Fuente: Mander et al. (1988). b) Curva tensión–deformación idealizada para el acero de refuerzo. Fuente: Akkari and Duan (2003).

La no linealidad del acero de refuerzo (no pretensado) se tiene en cuenta con el modelo bilineal del acero con endurecimiento parabólico (Figura 2b), expresado a través de las expresiones mostradas a continuación (Akkari and Duan, 2003):

(9)

(10)

(11)

(12)

Dónde: y son la tensión y la deformación del acero; Es es el módulo de elasticidad del acero; fy

y son la tensión y la deformación de fluencia; es la deformación de endurecimiento; y son la tensión máxima y su correspondiente deformación; y y son la tensión de ruptura y su correspondiente deformación. Para el acero grado 40, recomendado para su utilización en zonas sísmicas:

14 (13)

0.14 (14)

Para estos análisis se requiere de la confección de modelos estructurales que representen apropiadamente las características de la obra analizada. Esta tarea es especialmente compleja al realizar

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análisis no lineales los cuales requieren de la definición de todos aquellos elementos que permitan prever este tipo de comportamiento.

En la figura 3 se muestra la relación momento–rotación de una articulación plástica, cuyos valores deben ser obtenidos del análisis de la relación momento–curvatura de la sección transversal de los elementos estructurales, a partir de los modelos de los materiales, la geometría de dicha sección y de las características y distribución del refuerzo longitudinal y transversal.

Figura 3. Caracterización de la relación momento–rotación de una articulación plástica. Fuente: Meslem and Lang (2014).

Resultados

Descripción del puente seleccionado como objeto de estudio.

El análisis se realizada tomando como caso de estudio el puente sobre el afluente Cauto. Esta estructura es seleccionada debido a su importancia, pues está ubicado en la Autopista Nacional de Santiago de Cuba, vía de primera categoría, igualmente estudios precedentes han demostrado que posee un nivel preliminar de vulnerabilidad sísmica elevada debido a sus características estructurales y a su estado técnico (Candebat, 2017) y finalmente por las consecuencias negativas que provocaría su colapso al sistema biótico que constituye el río Cauto, catalogado como un ecosistema de extraordinario valor.

El puente sobre el afluente Cauto fue construido en la década de 1970 utilizando la tipología cubano-italiana. Es una estructura isostática con un esviaje de 30o que posee 3 luces de 20 metros con 8 vigas prefabricadas, espaciadas a 2.10 metros, y losas también prefabricadas de hormigón armado. La subestructura está compuesta por pilas y estribos de 4 columnas cuadradas prefabricadas de hormigón armado y cimentación corrida con un gálibo vertical de 8.40 metros. En la figura 4 se muestran la superestructura y subestructura respectivamente.

La unión columna prefabricada-vaso hormigonado in situ se construye a partir de la colocación en el fondo del vaso de una barra de acero liso de 25 mm de diámetro, la cual permite la instalación posterior de la columna prefabricada, que posee un tubo de acero de 27 mm empotrado; así se garantiza la colocación de este elemento en la posición adecuada. Por otra parte, la unión de los cabezales con las columnas de pilas y estribos es articulada.

En el caso de las pilas y estribos prefabricados, sus cabezales están conformados por piezas prefabricadas de hormigón armado. Entre estos elementos se crean uniones articuladas debido a la ausencia de un refuerzo longitudinal que garantice la continuidad y, por tanto, la transmisión de las solicitaciones.

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a)

b)

Figura 4. Puente sobre afluente Cauto. Autopista Nacional de Santiago de Cuba. Cuba. a) Losas y vigas prefabricadas de hormigón sobre cabezales del mismo material. b) Subestructura prefabricada de hormigón armado.

Caracterización de la capa de suelo superficial a partir de inspección de campo

La capa superficial de suelo observada en el área está constituida por diferentes capas de arcillas de origen aluvial que engloban clastos de rocas de diferentes tamaños y formas. En la figura 5 se muestra la existencia de un talud de pequeñas dimensiones, que limita el cauce definido por el arroyo, encontrando evidencias, en su parte superior, de que este ha fallado, pudiendo identificar la corona del deslizamiento (figura 6a).

A partir de la observación en el terreno y la realización de la prueba de plasticidad in situ (Herrera, 2017), se logra estimar que estos suelos presentan una alta plasticidad y son expansivos, aspecto verificado por la cantidad de grietas existentes y sus dimensiones (figura 6b).

a)

b)

Figura 5. Grietas por desecación en el talud del cauce del rio, formado por suelos arcillosos expansivos.

a)

b)

Figura 6. a) Grieta en corona del talud, evidenciando la existencia de pequeños deslizamientos. b) Desprendimiento del material arcilloso. Destrucción parcial del talud.

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Descripción ingeniero – geológica según las formaciones presentes en el área y el esquema geológico de la zona

El puente se encuentra ubicado en las coordenadas; longitud:-75,97 latitud: 20,24. Al analizar la geología en el área de ubicación se detectó que la estructura se encuentra sobre el contacto de dos formaciones: San Luis y Cauto (figura 7).

Figura 7. Esquema geológico de la zona donde se encuentra el puente sobre el afluente del cauto. Escala 1: 50 000. Fuente: IGP 2003.

La formación San Luis está compuesta por areniscas polimícticas, limolitas, margas, arcillas, calizas arcillosas, biodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra bien estratificada. En dirección hacia la parte superior del corte se observa un aumento de la cantidad del material clástico (fragmentos o detritos de roca dura). Está cortada por diques y cuerpos de basalto. Sus depósitos aparecen ligeramente plegados. Esta formación yace concordantemente sobre las Formaciones Charco Redondo, Farallón Grande y Puerto Boniato y sobre las Formaciones Sabaneta, San Ignacio, Sierra del Purial y el Grupo El Cobre (parte indiferenciada).Teniendo en cuenta los requisitos establecidos por la propuesta de norma NC 46 (2017) estos suelos se clasifican como tipo D.

La Formación Cauto se caracteriza por poseer arcillas, limos, arenas, gravas polimícticas y conglomerados polimícticos, con estratificación horizontal y cruzada. Coloración abigarrada. Yace concordantemente sobre la Fm. Bayamo y discordantemente sobre las formaciones Barrancas, Bitirí, Camazán, Dátil, Manzanillo, Paso Real, San Luis y el Grupo El Cobre.

Aplicación del método de sísmica de refracción para caracterizar el perfil geológico del área

El método de sísmica de refracción tiene como objetivo determinar las variaciones de las Ondas Longitudinales (Vp) con la profundidad asociándola con las diferentes capas. Se basa en el registro de los frentes de onda, generados por una fuente artificial de energía, leyendo en los registros los tiempos de los primeros arribos. Estos pueden deberse a la onda directa o bien a aquellas ondas que se refractan en el subsuelo con el ángulo crítico, viajan por la interfaz con la velocidad del medio infrayacente y retornan hacia la superficie como ondas frontales (Chelotti, et al, 2010).

La mayor fortaleza del método de refracción sísmica es que puede ser usado para resolver cambios laterales de velocidad en una misma capa. El parámetro geofísico más comúnmente obtenido es la velocidad en los estratos presentes (Reynolds,J., M., 2011). En el trabajo se obtuvieron resultados mediante cálculos de velocidad de la onda longitudinal (Vp) para cada capa usando el método de los interceptos.

La instrumentación del método contempló un Equipo Combinado PASI, modelo 16S12-N, de fabricación italiana. En cada puente se trazan dos perfiles sísmicos (1 longitudinal y otro transversal a la dirección del puente) con 12 geófonos (G) verticales de 10 Hz, dispuestos equidistantemente a 3 m y se utiliza un

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sismógrafo de 16 bits interno al equipo. La excitación del terreno se efectuó mediante golpes con mandarria de 10 Kg sobre una placa de aluminio, en 5 puntos contando los dos exteriores (T1 y T5) a ambos extremos, cuya separación a estos dos últimos es 10 m, los puntos de disparos interiores(T2, T3 y T4) se distanciaron a 18 m, donde el tiro 2 se encuentra a 1.5 m ante del geófono 1, tiro 3 en el centro y tiro 4 a 1.5 m del geófono 12, esta distribución alcanzó una longitud de 36 m de perfil.

Los materiales depositados en el terreno fueron correlacionados para los perfiles geofísicos obtenidos en el sitio a partir de las calas 5, 6, 8, y 9 plasmadas en el “Informe de los resultados del Puente Entronque Palma” de la ENIA (2016) Santiago de Cuba.

Perfil longitudinal

La línea sísmica fue orientada en la dirección este-oeste (figura 8), atravesando un pequeño arroyo con poca agua, cuyo cause se puede ver entre los geófonos 4 y 7. La longitud alcanzada fue de 36 m.

Figura 8: Perfil longitudinal del Puente Cauto 2

El corte sísmico de la figura 8 muestra tres capas, la primera de ellas constituye la superficie del terreno y está formada por capa vegetal, arcilla plástica y relleno cuya velocidad varía desde 430 a 700 m/s, el espesor de la capa es muy variable (0.3 a 2 m), manifestando alta permeabilidad y baja compacidad. En el segundo estrato, se puede correlacionar con la presencia de arcilla de plasticidad muy alta y marga arcillosa, para el cual la velocidad se determinó entre 880 y 1250 m/s, con una potencia de capa de 2 a 7 m, compacidad baja y permeabilidad moderada. La última capa posee una profundidad que oscila entre los 6 y 8 m, de acuerdo al “Informe de los resultados del Puente Entronque Palma” está constituida por margas arcillosas con intercalaciones de arenisca, se aprecia un contraste de velocidad entre 1550 y 2270 m/s, compacidad de moderada a alta y permeabilidad de baja a moderada.

Perfil transversal

Para la ejecución de este perfil no fue posible cortar entre sí las líneas sísmicas longitudinal y transversal ya que obstáculos como el río y un pequeño barranco existente en el área impidieron la ejecución. El perfil transversal se inició 4 m después del extremo derecho del perfil longitudinal y la puesta fue orientada de suroeste a noreste. Al igual que el perfil longitudinal al puente la longitud trazada en el perfil fue de 36 m.

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Figura 9: Perfil sísmico transversal

En este perfil sísmico (figura 9) se observa una primera capa con velocidades entre 300 y 860 m/s, formada por capa vegetal, la altura varía entre 1 y 2 m, detectándose baja compacidad y alta permeabilidad. La segunda capa está constituida por arcilla margosa, cuya velocidad fluctúa entre 1300 y 1780 m/s, semicompacta y con permeabilidad moderada. La última capa puede ser correlacionada por la presencia de marga arcillosa cuyas velocidades varían entre 2200 y 2650 m/s, compacta y con permeabilidad de baja a moderada. La profundidad de este último estrato se encuentra entre 4 y 7 m.

Caracterización ingeniero – geológica del área de emplazamiento a partir de perforaciones

ENIA (2016) afirma que según las calas realizadas, la descripción tacto visual y los ensayos de laboratorio se pudo determinar la litología presente. Dicha litología está compuesta en su parte más superficial por suelos aluviales, subyaciendo un suelo rocoso margo-arcilloso. A continuación se muestran las descripciones de las capas determinadas.

- Capa Vegetal (CV): capa vegetal compuesta por arcilla plástica de color carmelita oscuro, con raíces pequeñas.

- Capa 1: Arcilla margosa, color carmelita claro con contenido de carbonato de calcio en bolsones y vetas calizas, con gravas pequeñas, en ocasiones se hace más arenosa con algunos caracoles pequeños con lentes o bolsones de arena fina.

- Capa 2: Arcilla de alta plasticidad fisurada de color carmelita amarillento, con bolsones y vetas de carbonato de calcio, con intervalos pequeños limosos, a veces con intervalos con arena y mucho contenido de carbonato de calcio.

- Capa 3: Marga arcillosa. de color carmelita con tonalidades amarillentas producto de una intemperización severa con intervalos de limolita fracturados con manchas de óxidos en las fracturas.

- Capa 4: Marga arcillosa de color carmelita grisáceo, de intemperización que va de moderada a severa, fracturada con manchas de óxidos en las fracturas, fragmentadas, con microfósiles.

Evaluación del desempeño estructural ante acciones sísmicas: análisis estático no lineal

Aunque los resultados del análisis estático no lineal no consideran adecuadamente los cambios en la respuesta dinámica de la estructura, como las degradaciones de rigidez o los efectos de los modos superiores (FEMA 356, 2000), sí permiten obtener información acerca de la aparición de daños en la estructura y sus elementos.

Los gráficos esfuerzo–deformación de los materiales fueron elaborados con el programa de análisis no lineal de secciones transversales XTRACT, versión 3.5. Para representar el comportamiento del hormigón confinado y no confinado se utiliza el modelo de Mander y para el acero, el modelo trilineal con endurecimiento parabólico.

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A partir de la consideración de estos elementos se realiza un modelo mecánico utilizando un software de análisis estructural, SAP 2000, versión 14.1, el cual se muestra en la figura 10 conjuntamente con el espectro de respuesta elástica utilizado en el análisis.

a) b)

Figura 10. a) Modelo físico para el análisis estructural. SAP 2000, versión 14.1.0. b) Espectro de respuesta elástica para suelo D. 475 años (sismo de diseño).

Los criterios utilizados en el análisis son las siguientes:

Se modelan las columnas y cabezales de pilas y estribos como elementos lineales, considerando las uniones entre cabezales y columnas articulados.

Las columnas de pilas y estribos empotradas en la base.

Las losas del tablero de la estructura se modelaron como elementos bidimensionales (Shell thin (fino)) debido a sus dimensiones, siendo la relación longitud menor/espesor de losa >20.

Vigas del tablero simplemente apoyadas sobre cabezales de pilas y estribos, un apoyo móvil y uno fijo modelados como links del tipo lineal y con rigideces asignadas según el tipo de material de los apoyos. En este caso plomo, debido a que las luces de la estructura son de 20 m.

Suelo tipo D, según la caracterización realizada en el estudio ingeniero – geológico, la aplicación de métodos geofísicos y los requisitos de NC 46 (2017).

Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas por ductilidad: 1.5. Según NC 46 (1999) y AAHSTO (2012).

Se utiliza como método de superposición modal el CQC (Combinación Cuadrática Completa), debido a la cercanía de los valores de período en al menos dos modos de la estructura (Eurocódigo 8, 2009).

Se tiene en cuenta la influencia de regiones agrietadas a lo largo de los elementos, según lo indicado por ACI – 318 (2014), siendo Ig el momento de inercia de la sección bruta de hormigón.

- Vigas y cabezales de pilas y estribos: I = Ig (debido al simple apoyo de las vigas y a la unión articulada entre cabezales y columnas)

- Columnas de pilas y estribos: I = 0.70 Ig

Combinaciones utilizadas para el estado límite último, vehículo MS-32 (NC – 733, 2009).

1.50 CP + 1.20 PP + 1.50 ER + 1.50 QSX + 0.45 QSy+ 1.50 QSz

1.50 CP + 1.20 PP + 1.50 ER + 0.45 QSX + 1.50 QSY+ 1.50 QSz

Siendo CP la carga permanente debido a pretiles y capa asfáltica, PP el peso propio de los elementos de hormigón, ER el empuje de tierra y Qs la carga de sismo.

Inicialmente, se realiza un análisis con el empleo de la combinación IV de NC – 733 (2009), que involucra la acción vertical debido a la carga accidental móvil (MS-32), la acción longitudinal debida al frenado o arranque de los vehículos (FF), la carga de viento en la estructura (VE) y en la carga accidental móvil (VA). Esta exploración se realiza con el objetivo de demostrar que las combinaciones que implican a las

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fuerzas horizontales de viento y frenado no generan solicitaciones superiores a las que consideran la carga sísmica.

Para cumplimentar el análisis estático no lineal se obtienen las curvas de capacidad (Desplazamiento en el tope (m)-Cortante en la base (kN)) para ambas direcciones de la estructura, que se muestran en la figura 11. Este análisis parte de un análisis dinámico modal con espectro de respuesta para el sismo de diseño realizado por Candebat (2017) el cual demostró que la resistencia a esfuerzos de flexo – compresión y cortante de las columnas de pilas y estribos de la estructura es inadecuada por lo que, para el sismo de diseño, no manifiesta un buen comportamiento.

a)

b)

Figura 11. Curvas de capacidad de la estructura de múltiples grados de libertad. a) Eje longitudinal. b) Eje transversal.

Estas curvas de capacidad (D vs V), correspondientes a un sistema de múltiples grados de libertad, se convierten en espectros de capacidad (figura 12) para un sistema de un grado de libertad (Sd – Sa) que al ser representadas de forma bilineal permiten establecer los valores de umbrales de daños según las expresiones propuestas por Lagomarsino et al. (2003).

a)

b)

Figura 12. Espectros de capacidad para una estructura de un grado de libertad. a) Dirección longitudinal. b) Dirección transversal.

Discusión de los resultados

Según los criterios establecidos por la propuesta NC 46 (2017) este suelo es clasificado como tipo D. Los perfiles obtenidos presentan características distintas por eso el análisis va enfocado a caracterizarlos de forma individual. De forma perpendicular al puente corre un pequeño río, que presumiblemente se alinea con una falla.

El perfil longitudinal presenta una capa superficial con contraste de velocidad como consecuencia de cambios en las propiedades físico-mecánicas del contenido presente a ambos lados del río. Esta es la causa del amplio rango de velocidades que manifiesta este estrato (430–700 m/s) que puede explicarse por el incremento de la compacidad del material en el extremo noroeste del perfil provocando el aumento de dicha velocidad.

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En la segunda y tercera capa se observa un fuerte contraste de valores de la velocidad que podría ser correlacionado por la presencia de una falla. El aumento brusco de las velocidades para el tercer estrato en ambos perfiles (longitudinal y transversal) se debe a la cercanía del manto freático por la presencia del río de tal forma que hay una inundación en los materiales presentes.

Las capas superiores del perfil transversal (1 y 2) también manifiestan cambios bruscos de velocidad debido a la diferencia de compacidad del material en ambos estratos y a la aparente presencia de la falla geológica mencionada. Al unificar la información obtenida del esquema geológico (IGP, 2003), con los perfiles obtenidos de la aplicación del método geofísico de sísmica de refracción (figuras 8 y 9), se confirmó la hipótesis de la existencia de una zona de falla, detectada en el perfil longitudinal (Este–Oeste), donde se observa un cambio brusco en la velocidad de las ondas P. Esta variación se produce en la misma dirección en la cual existe un contacto entre las formaciones San Luis y Cauto según dicho mapa.

Según las velocidades de ondas superficiales (Vp) obtenidas en ambos perfiles sísmicos realizados se clasifica el suelo del área de emplazamiento de la estructura como tipo D, teniendo en cuenta los criterios establecidos por la propuesta de norma cubana NC 46 (2017) y García (2003) en Arlandi (2004).

Esto se ratifica con el estudio ingeniero geológico realizado por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) donde se demuestra con las perforaciones (calas) ejecutadas en el área, que el número de golpes de la capa donde se apoya la cimentación es superior a 15 e inferior a 50. Igualmente, de acuerdo a estos criterios y al valor de índice plástico que posee el suelo, se determina que no es posible la ocurrencia del fenómeno de licuación.

La información resultante de estos estudios de suelo, es considerada en el análisis estático no lineal realizado. La presencia de suelos arcillosos amplifican los efectos de las ondas sísmicas, incrementando en 1.4 veces el valor de aceleración espectral del sitio, por lo que los valores de respuesta de la estructura se incrementan significativamente.

Por otra parte, al analizar las curvas de capacidad presentadas en la figura 11, se observa que en ambas direcciones los desplazamientos elásticos son similares dadas las características estructurales del puente. Sin embargo, en la dirección longitudinal los desplazamientos post fluencia son menores. Esto probablemente se debe a que la estructura, por sus pilas tipo pórticos y el tablero simplemente apoyado, posee menor rigidez y resistencia en esta dirección, llegando al colapso para desplazamientos menores. Por el contrario, en la dirección transversal la rigidez es mayor debido a la disposición de las columnas, a su aporte individual a la capacidad resistente y a la hiperestaticidad del tablero en dicha dirección.

Al realizar un análisis de los espectros de capacidad (figura 12) y su representación bilineal se constata que la estructura posee una baja ductilidad en ambas direcciones debido a la baja ductilidad que poseen sus columnas de pilas y estribos. Esto es consecuencia del refuerzo transversal diseñado, caracterizado por un excesivo espaciamiento entre los cercos (0.30 m) y a la escasa cantidad de refuerzo con respecto al volumen de hormigón que debe ser confinado (cantidad de patas en la sección), teniendo en cuenta las dimensiones de la sección transversal de dichas columnas.

El espectro de capacidad en la dirección longitudinal (X) manifiesta menor rigidez, situación que se fundamenta en que las pilas y estribos, por sus características, otorgan muy poca rigidez en esa dirección. Asimismo en el análisis del modelo estructural se observa que en el paso 41 aparecen las primeras articulaciones plásticas en las columnas de pilas. En la dirección transversal (Y) se manifiesta una mayor rigidez debido a que la estructura posee mayor inercia en dicha dirección. Las articulaciones plásticas aparecen a partir del paso 30 en las columnas de pilas y estribos conjuntamente, llegando al nivel de colapso.

En general la estructura manifiesta un inadecuado comportamiento ante las acciones sísmicas generadas por el terremoto de diseño. Las causas de la inseguridad estructural detectada son:

Poca redundancia global. El funcionamiento estructural isostático que propicia diferencias de rigidez en las direcciones

principales de movimiento longitudinal. Un detallado estructural ineficiente que provoca poco confinamiento del núcleo de hormigón. Poca resistencia al cortante de las columnas de pilas y estribos.

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Uniones articuladas entre piezas prefabricadas que conforman los cabezales de pilas y estribos.

Estos problemas no están asociados directamente al uso de la técnica de prefabricación, sino que son resultado de la no consideración de determinados requisitos de diseño que, a través de los años, se han confirmado como elementos básicos para el buen comportamiento de estas obras de fábrica ante acciones sísmicas fuertes. Por consiguiente, el análisis realizado pone de manifiesto la necesidad de estudiar las diferentes tipologías de puentes construidas en Cuba.

Conclusiones

1. La aplicación del método de refracción sísmica validó la caracterización geológica realizada a partir de esquema de la zona, confirmando la ubicación de la estructura en una zona de contacto de dos formaciones geológicas importantes: San Luis y Cauto.

2. La presencia de arcillas margosas y margas arcillosas en el área de ubicación de la estructura propician la amplificación de la señal sísmica, incrementando los valores de aceleración espectral y por tanto modificando el espectro de respuesta elástica a utilizar en el análisis.

3. En la segunda y tercera capa se observa un fuerte contraste de valores de la velocidad (880-1250 m/s y 1550-2250 m/s) que podría ser correlacionado por la presencia de una falla, fortaleciendo la hipótesis de la misma.

4. Los contrastes de velocidad existente en una misma capa corresponden a las variaciones de las propiedades físico-mecánicas de suelos y rocas, es decir el grado de compactación de cada material para una misma capa.

5. El aumento considerable de la velocidad sísmica en la capa 3 (más de 2000 m/s) pudiera ser provocado por la presencia de agua que invaden el material, que hace que las partículas se muevan con mayor velocidad cuando pasan las ondas sísmicas. Por consiguiente, están dadas las condiciones de la amplificación sísmica sí se generara un terremoto de gran intensidad y el posible colapso o daño estructural del puente.

6. Del análisis estático no lineal se obtiene que el puente evaluado puede presentar daños totales, consistentes en el colapso de las columnas de pilas y estribos y la pérdida de la capacidad soportante de las conexiones, afectaciones que implican el fallo global de la estructura.

7. Los resultados obtenidos del análisis estático no lineal son consistentes con las características del puente estudiado. Su funcionamiento isostático propicia que en la dirección longitudinal la estructura posea menor rigidez global y que por tanto, en esta dirección se defina el fallo. Por otra parte, un detallado estructural deficiente que no garantiza el confinamiento adecuado del núcleo de hormigón de las columnas de pilas y estribos, la estabilidad de las barras de refuerzo longitudinal y la resistencia a cortante de las columnas de pilas y estribos.

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Análisis comparativo de las propiedades de la madera laminada y madera maciza utilizadas en las cubiertas de la Parada de Ómnibus: Parcela 19.Varadero. Comparative analysis of the properties of  laminated wood and solid wood used  in the covers of the Bus Stop: Parcel 19.Varadero. 

MSc. Ing. Manuel Pedroso Martínez

Categoría docente: Asistente

Departamento de Construcciones, Facultad de Ciencias Técnicas de la Universidad de Matanzas (UM), Cuba.

Teléfono: 53 45 256782

Email: manuel.pedroso @umcc.cu

Ing. Naray Alvarez Morejón.

Ingeniero Civil

Gerencia ARTEX Sucursal Matanzas. Cuba.

Teléfono:+53 45 667415.

Email: [email protected]

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RESUMEN La utilización de la madera como sistema constructivo o como elemento estructural ha acompañado al hombre a lo largo de toda la historia. Con el tiempo su empleo no ha envejecido, sino que se ha diversificado gracias al desarrollo de la industria maderera. Actualmente la evolución de su tecnología permite obtener productos estructurales más fiables y económicos, y su mejor conocimiento, tanto desde el punto de vista estructural como ecológico y medioambiental, la permite competir con el resto de los materiales estructurales. Hoy es muy práctico el uso de maderas procesadas como la madera laminada. De ahí que en muchos países este sea un material altamente usado en el diseño de estructuras de cubiertas. En Cuba por su parte, se utiliza poco la madera para el diseño de estructuras, y su escaso uso está presente mayormente en las obras para el turismo. La presente investigación realiza un análisis comparativo entre el uso de la madera maciza y la madera laminada en el diseño de estructuras de cubiertas, con el propósito de facilitar la elección entre estos tipos de madera. Para tal finalidad se ha tomado como caso de estudio el objeto de obra: Parada de ómnibus, perteneciente a la obra en ejecución Parcela 19 en el polo turístico de Varadero.

Palabras claves: cubierta; madera maciza; madera laminada; estructura de madera.

ABSTRACT The utilization of wood like constructive system or like structural element has gone with man to all the history. In the course of time his use has not aged, rather it has diversified thanks to the development of lumber-trade. . Today the use of woods processed like the plywood is very practical. That is the reason why at many countries this is a material highly used in the design of structures of covers. In Cuba, the wood for the design of structures utilizes itself little, and his scarce use is present largely in tourist sector. The investigation accomplish a comparative analysis among the use of wooden structures or glued in the design of structures of covers, in order to make the election among these wooden types. For such purpose he has taken like case studies the object of project: Stop of omnibus, from the project under construction Parcela 19 in Varadero's tourist pole.

Keywords: cover, wood structure, wooden and glued

INTRODUCCIÓN La madera, desde la antigüedad, ha sido siempre para el hombre, uno de los principales recursos naturales. En la actualidad, gracias al desarrollo tecnológico impulsado por las industrias madereras, son evidentes los logros alcanzados en la explotación de este material. Cinco de las necesidades básicas del ser humano pueden satisfacerse, hasta cierto punto, por la madera (albergue, combustible, alimento, ropas y transporte). La madera proviene de los árboles. Este es el hecho más importante a tener presente para entender su naturaleza. El origen de las cualidades o defectos que posee pueden determinarse a partir del árbol de donde proviene. El conocimiento sobre la naturaleza de la madera, características y comportamiento, es necesario para establecer y efectuar un buen uso de este material. En este aspecto radica la importancia de que exista información adecuada y estructurada a los actuales requerimientos, ya que permite a los profesionales que intervienen en el diseño, cálculo y ejecución de construcciones en madera, realizar una acertada gestión y correcta utilización del material, con el objeto de cumplir altos estándares de calidad y bienestar, a precios convenientes en el mercado. Actualmente, en la mayoría de los países desarrollados su uso como material estructural alcanza a más del 90% de la construcción.

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Las edificaciones de madera no son construcciones habituales en Cuba, sólo se conservan algunos elementos y estructuras en sitios específicos, por su carácter histórico. Pero la vertiginosa evolución de este material, con el desarrollo tecnológico de la construcción a nivel internacional, sus probadas bondades y ventajas con respecto a otros materiales, indica que el futuro de la construcción estará ciertamente relacionado con la madera. Estructuralmente la madera laminada encolada es el producto más relevante. Su consumo en Cuba es en comparación con el existente en otros países, muy reducido. Actualmente en Cuba las estructuras de madera son una opción muy atractiva para las construcciones relacionadas con el turismo.

Por todo lo anterior, se hace necesario generalizar el uso de maderas, utilizando como base las experiencias alcanzadas por países líderes en la construcción con madera, los cuales han creado técnicas y regulaciones, que garantizan el uso más eficiente y racional del material. Precisamente a esto estará dedicada la investigación.

DESARROLLO

Las edificaciones de estructuras de madera, están conquistando el mercado de la construcción en algunos países y se prevé con este auge, en las obras de pequeño y mediano formato, la sustitución paulatina a nivel internacional, del hormigón y el acero por este material de excelentes características, debido primeramente a factores ambientales, al ser un recurso natural renovable y a diversas propiedades que lo distinguen de los demás materiales. La tecnología de la transformación de la madera en evolución continua, en las últimas décadas, ha permitido una optimización todavía mayor de sus características y propiedades. La aplicación de la madera laminada rompe con los límites formales de las estructuras de madera. Estas permiten realizar estructuras de grandes luces y proporciona una gran libertad de diseño pudiendo resolver geometrías complejas a un costo competitivo.

Dentro del ámbito de la construcción de obras para el Turismo en Varadero, la madera laminada desempeña un papel primordial como solución de cubierta. Es un material de importación que deleita una alta demanda en el polo, desamparando a las construcciones de cubiertas con madera maciza, hormigón y las metálicas.

La madera es un material de gran importancia tecnológica e industrial. Desde la antigüedad se ha utilizado en la fabricación de máquinas y herramientas, en la construcción de viviendas, en la elaboración de muebles, como fuente de energía y en la fabricación de papel. La madera está formada por fibras de celulosa, sustancia que constituye el esqueleto de los vegetales, y por lignina, sustancia que le proporciona rigidez y dureza. Un tronco de árbol está formado por un 60 % de celulosa, un 30 % de lignina y el resto, por agua, resinas, almidón, taninos y azúcares. (Varela Valladares José E., 2008).

Propiedades de la madera Las propiedades más importantes de una madera son las siguientes:

Adaptabilidad: La madera se puede adaptar a cualquier sitio, sin importar el clima y las condiciones ambientales. Se puede utilizar en estructuras de gran complejidad tales como: cubiertas espaciales, puentes, teatros, auditorios, entre otras, así como en estructuras habitacionales de solución sencilla. (Varela Valladares José E., 2008).

Bajo costo: Debido a la ligereza de la madera, se ahorran energéticos en los procesos de elaboración y en el costo de transporte de los elementos, respecto a los costos correspondientes de otros materiales y sistemas constructivos. (Varela Valladares José E., 2008)

Elasticidad y deformación: Bajo cargas pequeñas, la madera se deforma de acuerdo con la ley de Hooke, o sea, que las deformaciones son proporcionales a las tensiones. Cuando se

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sobrepasa el límite de proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo plástico y se produce una deformación permanente. Al seguir aumentando la carga, se produce la rotura. En la resistencia al impacto influyen: el tipo de madera, el tamaño de la pieza, la dirección del impacto con relación a la dirección de las fibras, la densidad y la humedad de la madera, entre otros. (Varela Valladares José E., 2008)

Facilidad para trabajarse: La madera se puede cortar y trabajar en diversas formas y tamaños, con la ayuda de sencillas herramientas manuales o de máquinas de fácil transporte y utilización en el sitio de la construcción.

Ligereza: Su moderado peso permite edificar estructuras de reducida inercia, importantísima ventaja en países de naturaleza sísmica.

Propiedades acústicas: Como la madera es un material compuesto de fibras huecas, alineadas axialmente a la longitud del árbol, estos huecos o espacios contienen aire atrapado que le imparten excelentes cualidades como aislante del sonido. De esta forma proporciona un medio elástico adecuado a las ondas sonoras, por lo que se emplea ampliamente en la fabricación de instrumentos musicales y en la construcción de salas de conciertos, teatros, entre otras. (Varela Valladares José E., 2008)

Propiedades organolépticas:

- La belleza natural: de la madera se ve en su color, diseño, olor y brillo. Estos, en particular, le confieren, a cualquier ambiente que posea incorporado el material madera, un toque de calidez y armonía. El color natural de la madera depende, principalmente, de los pigmentos contenidos en las células, de las proporciones de lignina y celulosa y del grado de mineralización, como también del efecto de la luz y del oxígeno. El brillo natural de la madera aparece sobre todo cuando la luz se refleja en la superficie de los espejuelos de los radios medulares. - El olor: al igual que el color, es una destacada característica organoléptica que permite diferenciar los distintos tipos de madera. La madera recién cortada tiene olor fuerte como, también, la almacenada que se va produciendo por la evaporación lenta de los aceites, resinas y esencias contenidas en la madera. Normalmente, el buen olor indica madera sana y el olor desagradable síntoma de alteración.

- El sabor: no es una característica muy habitual en las maderas y está, estrechamente, vinculado al olor pues se supone que las sustancias responsables de ambos son las mismas. (Varela Valladares José E., 2008)

Propiedades térmicas: la madera es buen aislante térmico, gracias a la propiedad de su materia. Las maderas ligeras, blandas y con mucha porosidad son más aislantes del calor que las duras, densas y compactas.

Propiedades físicas. Las propiedades físicas que se definen para las maderas son: la humedad, el peso específico o densidad, la contracción e hinchamiento. (Varela Valladares José E., 2008) - Contracción e hinchamiento: La madera experimenta variaciones en su volumen, es decir, se contrae o se hincha, según el grado de humedad de la misma. Al punto al cual las fibras de la madera están saturadas en humedad, y ya no absorben más agua, se le denomina punto de intersección, e indica el grado de humedad a partir del cual la madera empieza a sufrir contracciones e hinchamientos. - Densidad: Es la masa por unidad de volumen de un material. Da una idea de lo ligero o pesado que es este. En general, todas las maderas poseen una densidad menor que la del agua, por lo que son ligeras y flotan en ella.

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- Dureza: Es la resistencia que presenta un material a ser clavado por puntas o a ser aserrado. En general los árboles de hoja caduca tienen maderas con menos contenido en agua y por lo tanto más duras. Por el contrario, los de hoja perenne presentan más agua en su interior y su madera es más blanda. - Flexibilidad: Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas recuperan su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado. La madera presenta especial aptitud para sobrepasar su límite de elasticidad por flexión sin que se produzca rotura inmediata, siendo esta una propiedad que la hace útil para la curvatura (muebles, ruedas, cerchas, instrumentos musicales, entre otras). - Higroscopicidad: Está relacionada con la cualidad de absorber o desprender humedad.

- Homogeneidad: Una madera es homogénea, cuando su estructura y la composición de sus fibras resulta uniforme en cada una de sus partes.

- Humedad: Es la cantidad de agua que tiene la madera en su estructura. Esta agua puede aparecer formando parte de las células de la constitución leñosa, impregnando la materia leñosa o dentro del sistema vascular del árbol. El agua del sistema vascular desaparece con el tiempo, el agua de constitución leñosa sólo desaparece por combustión, mientras que el agua de impregnación variará según la higroscopía de la madera. La humedad de la madera está directamente relacionada con el peso, y afecta a otras propiedades físicas y mecánicas.

- Plasticidad: es la propiedad que tienen algunos cuerpos de dejarse moldear. Esta propiedad es muy relativa a la madera y se obtiene aprovechando el poder de compresión de las fibras. - Porosidad: es la propiedad que poseen los cuerpos de tener entre sus moléculas unos espacios vacíos, llamados poros. La superficie cepillada de las maderas se presenta en algunas especies, unida y compacta, en otras porosas.

- Peso específico: El peso específico de la madera es la relación entre el peso de la madera, a un determinado contenido de humedad, y el peso del volumen de agua desplazado por el volumen de la madera. Es de vital importancia conocerlo para cuando se realice el cálculo de la misma para su transportación. La misma presenta variaciones de su peso específico, pero se puede tomar un valor fijo de 1500 kg/m3.

- Textura: Se manifiesta en características visuales, como el color y el dibujo de la veta, que hacen que ciertas maderas sean especialmente apreciadas. (Varela Valladares José E., 2008).

Propiedades químicas: Es resistente a muchos productos que son altamente corrosivos a otros materiales. (Varela Valladares José E., 2008).

Propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de la madera determinan la capacidad o aptitud para resistir fuerzas externas. Se concibe por fuerza externa cualquier solicitación que, actuando exteriormente, altere su tamaño, dimensión o la deforme. - Compresión paralela a las fibras: Es la resistencia de la madera a una carga en dirección paralela a las fibras, la que se realiza en columnas corta para determinar la tensión de rotura, tensión en el límite de proporcionalidad y módulo de elasticidad. - Flexión estática: Es la resistencia de la viga a una carga puntual, aplicada en el centro de la luz, determinando la tensión en el límite de proporcionalidad, tensión de rotura y el módulo de elasticidad.

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- Tenacidad: Es la capacidad que tiene la madera de absorber energía al aplicar una carga que actúa en forma instantánea. -Cizalle: Es la medida de la capacidad de la pieza para resistir fuerzas que tienden a causar deslizamiento de una parte de la pieza sobre otra. -Clivaje tangencial y radial: El clivaje es la resistencia que ofrece la madera al rajamiento. Puede ser tangencial y radial, dependiendo de la ubicación de los anillos de crecimiento. -Tracción: La madera es un material muy indicado para trabajar a tracción (en la dirección de las fibras), viéndose limitado su uso únicamente por la dificultad de transmitir estos esfuerzos a las piezas. Esto significa que en las piezas sometidas a tracción los problemas aparecerán en las uniones. -Torsión: llámese torsión a la resistencia que opone a su deformación una pieza de madera, fija por un extremo, que sufre un giro normal a su eje debido a una fuerza que obra con un brazo en su extremo libre. (Manual Centro de Transferencia Tecnológica. Chile).

- Resistencia al impacto: La resistencia es mayor, en el sentido axial de las fibras y menor en el transversal, o radial. Máxima axial y mínima radial. (Varela Valladares José E., 2008).

Uniones eficientes: La madera se puede ensamblar y pegar con adhesivos apropiados, unir con clavos, tornillos, pernos y conectores especiales, logrando uniones limpias resistentes y durables. (Varela Valladares José E., 2008). Formas comerciales de la madera La madera se presenta con las siguientes formas: • Tableros macizos: Son piezas de cierto espesor y gran superficie. Se elaboran de madera artificial, o bien con tablas de madera natural encoladas por sus cantos. • Chapas y láminas: Son láminas de gran superficie y pequeño espesor. Se emplean para revestir tableros. • Tablas y tablones: Son de sección rectangular de gran anchura y generalmente cepilladas por ambas caras. • Listones y redondos: Son prismas rectos de pequeña sección y gran longitud. Su sección puede ser cuadrada, rectangular o circular. • Perfiles y molduras: Se obtienen a partir de listones a los que se dan diversas formas. Se emplean para perfilar, recubrir o decorar. Madera maciza Entendemos por madera “maciza” la que ha sufrido, desde el árbol, las mínimas manipulaciones necesarias para constituir una escuadría lista para ser aplicada. A diferencia de otros tipos de madera más industrializada y transformada. Por fuera de la consideración de aserrada pura, la que recibe la menor transformación posible, es la madera en “rollizo”, la que simplemente se le han extraído la corteza y ranurado alguna cara, si se ha estimado necesario.

Para éste tipo los diámetros habituales oscilan de 15 a 35 cm, y sus longitudes de 4 a 8 m, en correspondencia con las medidas normales de troncos. Si el tronco se despieza, las diferentes “escuadrías aserradas” oscilan de 100 a 300 mm de altura por 35 a 200 mm de grueso. Con estas escuadrías y con las cargas habituales se salvan luces, de una forma económica, que oscilan de los 3 a los 6 m, tratándose de vigas, o desde los 6 a los 15 m, formando celosías ligeras de barras. Para luces mayores resulta más adecuado acudir a la madera laminada encolada.

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1.5 Madera Laminada Encolada Constituye un producto de aplicación estructural compuesto por láminas, normalmente de una sola especie de madera. Las láminas de madera se superponen y encolan entre sí por sus caras y en sentido paralelo a las fibras Es considerada, por la industria, como el mejoramiento de la madera maciza, material con el cual es posible fabricar vigas y estructuras con mayores dimensiones y del que se resaltan sus propiedades físico mecánicas, no sólo comparada con la madera maciza, sino también con materiales tradicionales para la construcción como el acero y el concreto; frente a ellos, la madera laminada a simple vista está un paso más adelante por sus cualidades estéticas. (Argüelles Álvarez, 2010). La longitud y la propia forma de la pieza están limitada por el tamaño de la fábrica y por las limitaciones de transporte. La longitud máxima en pieza recta esta en torno a los 36 o 38 m. La anchura y altura envolventes del vehículo de transporte se limitan a unos 4,50 m. Por estas razones, es frecuente que la estructura deba componerse con varias piezas unidas en obra mediante lo que se suele denominar como juntas de transporte. La madera laminada encolada se fabrica a partir de tablas de madera maciza con formatos y tamaños variables, siendo frecuente el uso de tablas de entre 100 y 220 mm de ancho y grosores oscilando entre 20 mm y 45 mm.

Cubiertas. Términos y Definiciones Recibe el nombre de cubierta el conjunto de elementos de estructura que sirven para cubrir o cerrar los edificios por su parte alta, aislándolos del exterior y protegiéndolos de los agentes atmosféricos: lluvia, viento, frio, calor, etc. Elemento o conjunto de elementos que constituyen el cerramiento superior de una edificación, comprendidos entre la superficie interior del último piso y el acabado con el exterior. Una cubierta consta de tres partes:

Estructura o soporte.

Techo.

Recubrimiento o impermeabilización. Estructura o soporte: Es el elemento o conjunto de elementos estructurales cuya función consiste en soportar las cargas que van a actuar sobre la cubierta así como su propio peso. Techo: Se considera a la superficie que aísla el ambiente interior del exterior, cerrando el espacio superior de la edificación.

Recubrimiento o impermeabilización: Colocado sobre el techo; es el principal responsable de la función protectora y aislante de la cubierta. Debe garantizar la impermeabilidad, aislamiento y fácil drenaje de las aguas pluviales. Existen edificaciones cuyas cubiertas están conformadas solamente por dos partes. En estos casos el revestimiento es innecesario, pues la cubierta está construida con un material que, a la vez de resistir cargas, posee una superficie externa completamente impermeable. Tal es el caso de las tejas acanaladas metálicas o de asbesto cemento.

Principales maderas de la Isla de Cuba Ácana. Árbol muy abundante en la Isla de Cuba. Peso del metro cúbico, 1.280 kilos. Se halla descrita en la sección de maderas finas. Canelilla. —Madera cubana, sin albura, de color amarillo rojizo, y muy difícil de trabajar. Se emplea en toda clase de construcciones. Peso del metro cúbico, 710 kilos. Caoba de Cuba. -Pesa el metro cúbico, 850 kilos. En dicha Isla se emplea en construcciones urbanas.

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Cedro. —El cubano es diferente que el asiático; en el comercio se le conoce con el nombre de caoba hembra. Su crecimiento es más rápido que la caoba. Adquiere grandes dimensiones, hasta 3 metros de diámetro y alturas de 30 metros. Es madera de mucha albura, pero del corazón, aunque es de calidad inferior a la caoba, se extraen grandes piezas para ebanistería y construcciones. Tiene la particularidad que no le ataca ningún insecto. El metro cúbico pesa 450 kilos. El cedro hembra es de calidad inferior al anterior; su color es rojo pálido y se emplea en la construcción de cajas. Peso del metro cúbico, 380 kilos. El cedro de Puerto Rico es de la misma especie del de Cuba, pero es más pesado. El metro cúbico pesa 890 kilos. Ébano. — Madera descrita en la sección de maderas finas. El peso de un metro cúbico es de 1.170 a 1.250 kilos. Júcaro. - Madera muy fuerte, correosa y dura, de color amarillo oscuro con vetas negras y claras. Es una de las mejores maderas conocidas. Abunda mucho en Puerto Rico y Cuba. Se emplea en toda clase de construcciones. Hay varias especies: en Cuba se le llama Júcaro negro o bravo, y pesa según la especie de 930 a 1.060 kilos el metro cúbico. Majagua. Es una de las mejores maderas de Cuba, dura y correosa, de color verdoso. Con ella se construyen lanzas para el arma de caballería y con las fibras del líber se hacen cuerdas, el metro cubico pesa 740 kilos. Mangle. Existen dos variedades, el negro y el rojo. La madera del primero es de color pardo amarillento; es pesada y correosa. El metro cúbico pesa 1.190 kilos.

Montecristo. - Madera cubana de color amarillo oscuro, muy apreciable para ebanistería, carros y carpintería, por su resistencia. El metro cúbico pesa 800 kilos.

Sabicú. —Madera cubana, de color morado claro, muy parecida al moruro. Se emplea en toda clase de obras; pesa el metro cúbico 900 kilos.

La madera es un recurso natural y renovable. Se diferencia entre maderas macizas, que provienen de la madera natural, y derivados, sometidos a un proceso industrial donde se emplea celulosa, serrines, láminas, chapas muy fina y cola. Los derivados de la madera son una opción económica y resistente para el diseño de estructuras. Es por eso que sobre todo en Europa, Estados Unidos y el sur de América existe un mercado altamente competitivo en el procesamiento y comercialización de la madera y los derivados del procesado industrial de las mismas. No ha así en nuestro país, dónde el uso de la madera para el diseño de estructura es poco considerado fuera de las obras constructivas del sector turístico. Siendo este último el referente del uso de la madera laminada en Cuba.

Caso de estudio.

Como caso de estudio se ha seleccionado el objeto de obra: Parada de ómnibus, perteneciente a la obra en ejecución Parcela 19 en el Polo turístico de Varadero a cargo de la empresa Unidad de Gestión y Dirección de Construcción (UGDC N o 1) Empresa ARCOS Varadero, perteneciente al Grupo Empresarial de Construcciones de Obras para el Turismo (GECOT).

Datos técnicos de la cubierta:

La cubierta tiene una sección en planta de 17.756 m x 5.756 m.

La estructura está diseñada para soportar vientos de 250 km/h.

Se colocarán tableros de Panel OSB: 22mm de espesor.

Dimensiones 1.22 x 2.44 m total área a cubrir: 114 m 2

Total a colocar: 39 planchas.

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Se calculan cubiertas de maderas atendiendo a dos soluciones diferentes: madera laminada y madera maciza, para hacer una valoración cuantitativa y cualitativa de ambos tipos de maderas, para luego comparar su factibilidad .Se entiende como valoración cuantitativa el cálculo del costo de materiales, mano de obra y uso de equipos necesarios para el montaje definitivo de la cubierta usado para cada proyecto y como valoración cualitativa la percepción de las siguientes propiedades de cada tipo de madera: resistencia, homogeneidad, durabilidad, estabilidad de forma y protección.

Los resultados de esta comparación manifestaron que la madera laminada tiene múltiples ventajas en relación con la madera maciza, aunque su costo por unidad de volumen es mayor que su homóloga, el montaje de la cubierta del caso de estudio sobrepasó el costo del montaje con madera laminada. Esto se debe a las características de compra de este material, puesto que se compra como un paquete de elementos prefabricados específicos para cada proyecto, con una terminación especial y solamente en obra se ensambla la cubierta y luego se coloca. Mientras que con la madera maciza el volumen que se necesita comprar depende en gran medida de las pérdidas que ocurren durante el corte y cepillado de la pieza para la elaboración de los elementos y de los defectos que contenga, que en ocasiones no se puede aprovechar la sección y hay que desecharla, también depende de la dimensión de escuadría que se esté ofertando en el mercado en ese momento.

La madera laminada es más homogénea y duradera que la madera maciza debido al proceso industrial al que es sometido. Además, ofrece garantías difíciles de conseguir con la madera maciza. Desde el punto de vista de factibilidad es más económica la madera laminada y más factible puesto que ofrece menor tiempo de montaje y por consiguiente menor tiempo de ejecución de la obra.

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Empleo de herramientas computacionales para la modelación de una red

Use of computational tools for the modeling of a hydraulic network

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Resumen: El presente trabajo se presenta la elaboración de un Sistema de Información Geográfica de las redes hidráulicas de la Universidad Central Marta Abreu de Las Villas (UCLV) a partir de un levantamiento “in situ” de la red, las principales características y una evaluación parcial de sus elementos componentes. Posteriormente se exportan los resultados al software EPANET, para modelar el comportamiento de la red hidráulica, de manera que permita a los inversionistas y decisores evaluar diferentes modos de explotación de la misma. Palabras clave: Sistema de Información Geográfica; redes; modelación. Abstract: The present work presents the elaboration of a Geographic Information System of the hydraulic networks of the Central University Marta Abreu de Las Villas (UCLV) from an "in situ" survey of the network, the main characteristics and a partial evaluation of its component elements. Subsequently the results are exported to EPANET software, to model the behavior of the hydraulic network, in a way that allows investors and decision makers to evaluate different ways of exploiting the same.

Keywords: Geographic Information System; networks; modeling. Introducción Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, en su acrónimo inglés [Geographic Information System]) es una integración organizada de hardware, software y datos geográficos diseñada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente referenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación y de gestión. El SIG funciona como una base de datos con información geográfica (datos alfanuméricos) que se encuentra asociada por un identificador común a los objetos gráficos de un mapa digital. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su localización en la cartografía. (Bosque (2002), Huxhold (2001)).

1 Universidad Central Marta Abreu de Las Villas, Villa Clara – Cuba ([email protected]).

Dr. C. Ing. Luis Orlando Ibañez Mora Decano Facultad de Construcciones Universidad Central Marta Abreu de Las Villas Carretera de Camajuaní km 5 1/2, Santa Clara, Villa Clara. CUBA.CP 408000 53 42 281655 / Celular: 53 52796823 E-mail: [email protected]

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La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información espacial. El sistema permite separar la información en diferentes capas temáticas y las almacena independientemente, permitiendo trabajar con ellas de manera rápida y sencilla, y facilitando al profesional la posibilidad de relacionar la información existente a través de la topología de los objetos, con el fin de generar otra nueva que no podríamos obtener de otra forma. Un SIG no es simplemente un sistema de cómputo para hacer mapas, aunque si puede crearlos a diferentes escalas, en diferentes proyecciones y con diferentes colores, pero más que eso un SIG es una herramienta de análisis cuya ventaja principal es que permite identificar la relación espacial entre elementos de un mapa. No es un almacén de mapas en cualquier sentido convencional, ni almacena imágenes o vistas de un área geográfica, más bien un SIG almacena los datos desde los cuales puede crearse la vista deseada, así como obtener un dibujo para un propósito particular. Un SIG no guarda mapas o imágenes, guarda bases de datos. El concepto de bases de datos es esencial para un SIG ya que es la diferencia principal entre un SIG y un dibujo técnico simple o sistema de cómputo para hacer mapas, los cuales solamente producen buena calidad gráfica. Cualquier SIG tiene incluido un sistema para manejo de base de datos. Las principales cuestiones que puede resolver un Sistema de Información Geográfica, ordenadas de menor a mayor complejidad, son:

Localización: preguntar por las características de un lugar concreto. Condición: el cumplimiento o no de unas condiciones impuestas al sistema. Tendencia: comparación entre situaciones temporales o espaciales distintas de alguna

característica. Rutas: cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos. Pautas: detección de pautas espaciales. Modelos: generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones simuladas.

Por ser tan versátiles, el campo de aplicación de los Sistemas de Información Geográfica es muy amplio, pudiendo utilizarse en la mayoría de las actividades con un componente espacial. La profunda revolución que han provocado las nuevas tecnologías ha incidido de manera decisiva en su evolución. Uno de los mayores retos a que se enfrenta la ingeniería hidráulica en la actualidad es sin duda el tema del agua. Por una parte, atendiendo los beneficios de su correcto aprovechamiento y por otro intentando dar solución a los incontables daños que esta genera. La ingeniería hidráulica es la disciplina responsable de crear las obras de infraestructura que satisfagan las necesidades de una población. Para ello hace uso de sus conocimientos e ingenio aplicando todas las herramientas y tecnologías disponibles. En general existen métodos matemáticos tradicionales empleados en resolver dichas problemáticas. Sin embargo, en los últimos años, las tecnologías SIG están siendo aprovechadas para el diseño, ejecución, operación y mantenimiento de las diferentes obras hidráulicas. La mayor parte de las aplicaciones hidrológicas llevadas a cabo en los SIG son evaluaciones de riesgos naturales y estudios de localización. En ambos casos existe cierta similitud, pero en realidad disponen de un tratamiento diferente. Dentro de los trabajos consultados de aplicación en la ingeniería hidráulica podemos citar a: Valls, J. (2002), Amorós, M. N. (2012), Belmonte (2006)

Durante la última década se ha producido la consolidación de los sistemas de información geográfica, como herramienta básica para la gestión espacial de las redes y de las relaciones que en el territorio se establecen entre los distintos elementos que las componen. Es por ello que en las empresas dedicadas a la actividad de abastecimiento y saneamiento de agua se ha difundido ampliamente su uso. En el presente trabajo se confecciona un SIG cuya principal información estará relacionada con: Planta general de la Universidad Central de Las Villas (UCLV) y sus características generales Trazado de redes hidráulicas principales y sus características

2. Creación de un SIG para las redes hidráulicas El empleo de los SIG como herramienta computacional para la solución de problemas ingenieriles es

amplia, pudiéndose destacar los trabajos de Conesa (2005), Gutierrez (1994). El software propuesto es el MapInfo por sus potencialidades.

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Para la realización de este trabajo se propuso una metodología para la creación del Sistema de Información Geográfica, que a su vez permitiría exportar sus resultados a otros softwares como el EPANET o WaterGems, teniendo en cuenta la experiencia de diferentes autores.

Paso 1: Levantamiento en AutoCAD de la planta física de la UCLV. Paso 2: Filtrado del plano (Eliminación de objetos innecesarios). Paso 3: Creación de una capa (Layer) para cada elemento de la planta física. Paso 4: Levantamiento de posible trazado de las redes hidráulicas. Paso 5: Levantamiento de la posición de válvulas, ventosas y otros accesorios Paso 6: Filtrado del trazado de la red hidráulica. (Ubicación de posibles redes). Paso 7: Creación del plano para el SIG (MapInfo). Paso 1: Levantamiento en AutoCAD de la planta física de la UCLV. Para la confección del plano en planta de la UCLV fue necesario recopilar información (NC 1021-2014, NC 827:2012) en diferentes instituciones y trabajos precedentes. La mayoría de la información existente se limitaba a zonas específicas del centro y muchos casos no ubicaban la totalidad de los inmuebles. (Figura 1)

Figura 1. Planta de la UCLV.

Paso 2: Filtrado del plano (Eliminación de objetos innecesarios) Una vez confeccionado el plano total se procede a la eliminación de algunos objetos que no existen en la actualidad, así como a la verificación de la existencia de otros. Se eliminan algunos puntos, líneas, etc, que no aportan información al objetivo del trabajo. Paso 3: Creación de una capa (Layer) para cada elemento de la planta Con el objetivo de poder exportar a otras aplicaciones la planta construida se procede a montar en capas los diferentes elementos del plano, siguiendo el criterio de agrupar los elementos por su función y

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características. En caso de la necesidad de crear nuevas capas con otros fines a partir del plano base se puede realizar nuevas modificaciones. (Figura 2)

Figura 2. Layers de la UCLV confeccionados en AutoCAD.

Figura 3. Vista en AutoCAD de la zona del SEDER – Facultad de Construcciones. (Rojo: Red Principal,

Azul: red Secundaria, Verde: Edificaciones) Paso 4: Levantamiento de posible trazado de las redes hidráulicas

En este paso se verifica el trazado de la red principal y secundaria, con el apoyo de los planos existentes y en consulta con especialistas. Como se menciona anteriormente el volumen de trabajo para este paso es el mayor y más complicado, pues no existe certeza del trazado de la red secundaria en la zona central (Teatro, Rectorado, Facultad de Humanidades). En el caso de Ciencias Agropecuarias destacar que en el año 2001 se construyó un planta potabilizadora de agua y estación de bombeo, la cual solo funcionó durante 2 cursos y el trazado de las redes data de la construcción de la Escuela en el año 1971. Con posterioridad se han realizado trabajos de rehabilitación y nuevos trazados, como por ejemplo la construcción de 3 cisternas y el cambio en la forma de abasto a cada edificio de residencia. (Figura 3 y 4)

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Figura 4. Red Principal y edificaciones docentes y residencia (Rojo: Red Principal, Azul: red

Secundaria, Verde: edificaciones)

Paso 5: Levantamiento de la posición de válvulas, ventosas y otros accesorios De manera similar al paso anterior se realizó un recorrido por el trazado y se verifico la presencia de estos dispositivos. En el caso de la válvulas la mayoría no se utilizan o bien por no funcionar o por el peligro de aumentar la presión en la red y provocar fugas. En el caso de las ventosas en el año 2016 se colocaron 6 unidades en diferentes puntos del trazado.

Paso 6: Filtrado del trazado de la red hidráulica. (Ubicación de posibles redes) Este paso, el más complicado en volumen de trabajo, consiste en una vez levantado la red, los inmuebles y demás instalaciones, verificar cada línea de la red principal y secundaria y como llega a su destino. A pesar de los esfuerzos por eliminar los trazos innecesarios en la zona de Ciencias Agropecuarias existe un trazado de la red principal que no se conoce el punto de abasto final, pudiendo ser un objeto de obra no construido o que no existe en la actualidad. En la zona central también ocurre algo similar en el trazado entre los edificios del rectorado, biblioteca y Facultad de Sociales. En aras de cumplir con los objetivos del trabajo, en esta zona se ubica la red principal hasta un punto común, del cual deben salir las redes secundarias.

Paso 7: Creación del plano para el SIG (MapInfo) Una vez elaborado un plano en Autocad se procede a exportar el mismo a otros formatos para ser utilizados por otras herramientas computacionales como el MapInfo, EPANET, WaterCad, etc. Contar con este plano es la base fundamental para desarrollar estas y otras aplicaciones informáticas, no solo relacionadas con la ingeniería hidráulica, sino también la arquitectura y la ingeniería civil. (Figura 5, 6 y 7)

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Figura 5. Plano en MapInfo 2010

Figura 6. Vista en MapInfo. (Verde: Edificaciones, Magenta: Vías de comunicación, Azul: Río)

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Figura 7. Zona Facultad de Construcciones.

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3. Bases iniciales para la modelación del sistema de abasto de agua en la UCLV

Para la simulación de la red de abasto de agua se propone la utilización del software EPANET. Este es un programa de ordenador que realiza simulaciones en periodos prolongados del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de suministro a presión. Una red puede estar constituida por tuberías, nudos (uniones entre tuberías), bombas, válvulas y depósitos de almacenamiento o embalses. Efectúa un seguimiento de la evolución de los caudales en las tuberías, las presiones en los nudos, los niveles en los depósitos, y la concentración de las especies químicas presentes en el agua, a lo largo del periodo de simulación discretizado en múltiples intervalos de tiempo. El éxito de EPANET (Rosman 2000, Martinez 2001) radica en su potente simulador hidráulico que ofrece las siguientes prestaciones:

No existe límite en cuanto al tamaño de la red que puede procesarse. Las pérdidas de carga pueden calculares mediante las fórmulas de Hazen-Williams, de Darcy-Weisbach

o de Chezy-Manning. Contempla pérdidas menores en codos, accesorios, etc. Admite bombas de velocidad fija o variable. Permite considerar varios tipos de válvulas, tales como válvulas de corte, de retención, y reguladoras

de presión o caudal. Considera diferentes tipos de demanda en los nudos, cada uno con su propia curva de modulación en

el tiempo. Admite leyes de control simples, basadas en el valor del nivel en los depósitos o en la hora prefijada. Los pasos a seguir normalmente para modelar un sistema de distribución de agua con EPANET son los

siguientes: Dibujar un esquema de la red o importar una descripción básica del mismo desde un fichero de texto. Editar las propiedades de los elementos que configuran el sistema en el editor de propiedades. Describir el modo de operación del sistema (arranque o parada de bombas, abertura o cierre de válvulas,

etc.) mediante leyes de control.

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Seleccionar las opciones de cálculo (ecuaciones de cálculo de pérdidas de energía, sistema de unidades)

Realizar el análisis hidráulico, rodando el programa. Observar los resultados en tablas o gráficas.

En la figura 8 y 9 se representa la Red UCLV considerando la red principal y los principales puntos de demanda de agua. Se destaca que en la zona de Ciencias Agropecuarias la red de tubería y se trabaja solo con las redes principales, teniendo en cuenta las demandas.

Figura 8. Red de la UCLV. Nudos

Figura 9. Red de la UCLV. Tuberías.

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Figura 10. Resultados. Tuberías.

Figura 11. Resultados. Tuberías.

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Conociendo los parametros de la red puede modelarse el comportamiemto de la misma, evaluando la presion y carga en los diferentes nodos del sistema. Con esta herramienta computacional se podra simular el comportamiento de la red (Figura 10 y 11) para posibles situaciones como son el cierre de valvulas, para cambiar la presión en el sistema, el funcionamiento del tanque elevado para estimar carga en los diferentes nodos, (funcionamiento del sistema en la decada de los 80 y 90 cuando el agua llegaba por gravedad a todos los edificios), además de constituir una herramienta a los inversionistas y desisores para la toma de futuras soluciones en la rehabilitación de la red.

4. Conclusiones y recomendaciones

Después de elaboración de las bases para la confección del sistema de información geográfica y la

modelación del mismo se arriban a las siguientes conclusiones parciales: Se crearon las bases para la confección de un Sistema de Información Geográfica para el procesamiento

de datos de las redes hidráulicas de la UCLV. Se confecciona una herramienta computacional para la modelación de la red de abasto de agua de la

UCLV. Bibliografía

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Especial, pp. 20, Empresa Aguas de la Habana, Cuba.

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Diseño Estructural Sostenible para Vientos Extremos. Sustainable Structural Design for Extreme Winds.

RESUMEN

La caracterización del peligro es uno de los objetivos principales para la prevenir y mitigar los desastres. Cuba, por estar situada en la trayectoria habitual de los huracanes en el Caribe es afectada frecuentemente por estos fenómenos, originando importantes daños a la economía de país, pérdida de vidas y un impacto traumático en la sociedad. Por estas razones, la caracterización del peligro de los huracanes es fundamental para disminuir el riesgo de desastre, al permitir realizar diseños sostenibles que integren las variables meteorológicas con las estructurales, logrando construcciones más resistentes y, por lo tanto, menos vulnerables, disminuyendo el riesgo de catástrofe.

Se exponen criterios modernos de acuerdo a lo establecidos en la ISO 4354.2009: Wind actions on structures, para establecer los grados de confiabilidad estructural en base a la importancia de la construcción y en concordancia con la ISO 13822.2010 (E): Bases for design of structures. Assessment of existing structures. Se analiza las tendencias modernas de las principales normativas internacionales para la determinación de la carga de viento que actúa sobre las construcciones y se propone un modelo integral caracterizando el peligro provocado por los huracanes por un modelo probabilístico de ocurrencia de los vientos extremos por ellos provocados y la determinación de las cargas mediante un modelo de confiabilidad estructural también probabilístico.

Se propone como pueden aplicarse estos métodos en Cuba en base a los mapas existentes de velocidades del viento regionales y como pueden aplicarse localmente basados en base de registro de datos de las trayectorias y las variables del viento de los huracanes que han azotado a la región, proporcionando una importante para la realización de estudios de riesgos.

PALABRAS CLAVE: Vientos, normas, edificaciones, información, huracanes. ABSTRACT: The characterization of the danger is one of the main objectives for the prevention and mitigation of disasters. Cuba, because it is located in the usual trajectory of hurricanes in the Caribbean, is frequently affected by these phenomena, causing significant damage to the country's economy, loss of life and a traumatic impact on society. For these reasons, the characterization of the hurricane hazard is essential to reduce the risk of disaster, by allowing sustainable designs that integrate the meteorological variables with the structural ones, achieving more resistant constructions and, therefore, less vulnerable, decreasing the risk of catastrophe.

Autor: Lic en Física - Ing.Civil. Pedro A. Hernández Delgado. Director Técnico y Desarrollo Empresa de Proyectos de Arquitectura e Ingeniería. EMPAI. Matanzas. Cuba. Profesor instructor de la Carrera e Ingeniería Civil de la UMCC.Telf: (45)291802, Ext.255. Email:[email protected]

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Modern criteria are laid out according to ISO 4354.2009: Wind actions on structures, to establish the degrees of structural reliability based on the importance of construction and in accordance with ISO 13822.2010 (E): Bases for design of structures . Assessment of existing structures. The modern tendencies of the main international norms for the determination of the wind load that acts on the constructions are analyzed and an integral model is proposed characterizing the danger caused by the hurricanes by a probabilistic model of occurrence of the extreme winds caused by them and the determination of the loads by means of a model of structural reliability also probabilistic.It is proposed how these methods can be applied in Cuba based on the existing maps of regional wind speeds and how they can be applied locally based on the data base of the trajectories and the wind variables of the hurricanes that have hit the region. providing an important for conducting risk studies. KEYWORDS: Winds, standards, buildings, information, hurricanes. 1. Introducción. Es muy importante en Cuba estar siempre conscientes del hecho de que nuestro país se encuentra dentro de la trayectoria habitual de los huracanes en el Caribe.

La norma cubana que regula el cálculo de las acciones de viento es la NC 285.2003: Carga de viento. Método de cálculo. En este estudio se han tomado como base la Norma ISO 4354.09: Wind Actions on Structures y la ASCE 07-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures.

Las regulaciones para la construcción de edificaciones resistentes a huracán deben considerar los siguientes aspectos:

• Sitio de la edificación (selección). • Sistema Principal Resistente a Fuerza de Viento. (SPRFV) • Sistema de

Componentes y Revestimientos. (SCR) • Interacción con otras estructuras vecinas.

Los elementos de las edificaciones más vulnerables a las fuerzas del huracán son los techos, ventanas y muros. El objetivo de la construcción resistente a huracán es proveer una edificación que no colapse durante un huracán. La edificación debe quedar en pie y sus ocupantes no sufrir daños.

2. Caracterización del viento. La variable física que mide la intensidad del viento es su velocidad y es la que diariamente utilizan los meteorólogos en sus informaciones del estado del tiempo. Los ingenieros, que calculan estructuras, trabajan con fuerzas, por lo que se hace necesario transformar la velocidad del viento en presiones que originen las fuerzas con las que el viento actúa sobre las estructuras. La velocidad del viento no es constante ni uniforme, sino que fluctúa aun en periodos cortos de tiempo, por lo que dependiendo de la manera y del periodo de tiempo en el cual se realice para su medición dependerá el valor obtenido, disminuyendo en la medida que aumenta dicho tiempo. La velocidad del viento determinada en 1 minuto, es decir viento sostenido, es la que utilizan los meteorólogos cubanos en sus informaciones y es en la que inicialmente se utilizó en la definición de la escala Saffir – Simpson para la clasificación de los huracanes. También es la que se emplea en la NC 285 2003. Más recientemente esta escala se ha ampliado para incluir la velocidad pico de 3 segundos empleada actualmente por los meteorólogos de los Estados Unidos y en las últimas versiones de ASCE 7, desde 1995 y de la ISO 4354:2009

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La expresión que correlaciona la velocidad del viento en m/s con la presión por él originada según la NC 285 y que coincide con las normativas internacionales, es la siguiente:

• q10: presión básica característica del viento correspondiente a velocidades del aire en terrenos llanos y abiertos a una altura de 10 m sobre el terreno, (kN / m2).

• V10: velocidad característica del viento para un período básico de recurrencia y a una altura de 10 m sobre el terreno, (m/s).

• 1600: factor empírico. (En realidad este factor es la densidad del aire, pues esta fórmula se obtiene de la formula clásica de Bernoulli para fluidos.)

Desde el punto de vista normativo existen dos tendencias: • Normar la presión (q) • Normar la velocidad (v)

La norma cubana NC 287:2003 establece una presión básica normativa (q10m) de acuerdo a una zonificación del país, como mostramos a continuación:

3. El Peligro de los Huracanes.

Un huracán es un sistema meteorológico tropical que ha alcanzado vientos de más 118 km/h. Los vientos huracanados giran en espiral alrededor de un centro relativamente calmado, conocido como el “ojo” o vórtice. Los daños que provocan estos fenómenos de la naturaleza son producidos por los intensos vientos que los conforman, las intensas lluvias que provocan inundaciones y las olas que se originan en el mar dañando las zonas costeras.

Los huracanes se clasifican por la intensidad máxima alcanzada por los vientos, según la escala Saffir – Simpson, utilizada en nuestro país por el Instituto de Meteorología en los partes periódicos que sobre estos fenómenos emiten y que tan atentamente sigue toda la población cubana cuando amenazan y cruzan sobre nuestro archipiélago. Existen fórmulas y gráficas que permiten relacionar las velocidades sostenidas y las picos. Es importante comprender la diferencia entre estas velocidades para no confundir mapas, tablas, gráficos y software realizados para una determinado tipo de velocidad. Al analizar la tabla anterior es importante resaltar que las fórmulas de cálculo de presión basadas con la velocidad sostenida contienen el factor de ráfaga razón por la cual los resultados obtenidos son similares.

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4. El periodo de retorno.

El periodo de retorno o de recurrencia (T) está estrechamente relacionado con el riesgo de que un determinado pueda producirse. Un periodo de recurrencia de 20 años significa que en 100 años se alcanzara o sobrepasara como promedio cinco veces el valor de la presión calculada q, o lo que es lo mismo, la probabilidad de alcanzar o sobrepasar en un año este valor de q es 5/100 = 0,05. De esta forma podemos relacionar periodo de recurrencia y probabilidad para un año por la expresión:

La NC 285.2003 plantea “La velocidad básica del viento se tomará con un período básico de recurrencia de 50 años para todas las estructuras permanentes y que además presenten características normales de sensibilidad al viento, importancia económica y duración. Para estructuras de menor importancia económica, de menor afectación a la vida y a la propiedad en caso de fallo, o de menor duración probable de la vida útil o funcional, ejemplo edificaciones de carácter provisional, puede tomarse un período de recurrencia menor de 50 años”. Incluye una tabla con diferentes valores de este coeficiente sin precisar su empleo.

Esta norma no establece una relación entre el periodo de retorno del evento extremo y la probabilidad de falla para un intervalo de tiempo relacionado generalmente con la vida útil de la estructura. La ISO 4354 considera 4 niveles de importancia para los edificios y las estructuras los cuales coinciden con la ASCE 07:

Esta norma ejemplifica mediante una tabla de relación entre el índice de confiablidad (β) y los especificados en la NC 285 la probabilidad de fallas para cada nivel de importancia.

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La ISO 4354 plantea además que la evaluación de la confiabilidad debe ser ejecutada de acuerdo con la ISO 2394. Se proponen dos variantes para calcular la velocidad de diseño: una (el método europeo) determinando un valor característico para la velocidad del viento y un factor de mayoración, y la otra (método norteamericano) seleccionando la probabilidad del evento determinando la velocidad de diseño. Esta norma recomienda valores de diseño para un índice de confiabilidad β= 3.1, 3.8 y 4.3 correspondiente a probabilidades de excedencia anual, es decir, probabilidades de falla del orden de 10-3, 10-4 y 10-5 que se corresponden con periodo de retorno de 1/500, 1/1000 y 1/2000. La norma cubana plantea: “La velocidad básica del viento se tomará con un período básico de recurrencia de 50 años para todas las estructuras permanentes y que además presenten características normales de sensibilidad al viento, importancia económica y duración”. Este periodo de recurrencia es inferior al mínimo recomendado en la tabla J.2 de la ISO 4354 e inferior al índice de confiabilidad β recomendado por la ISO 2394. 5. Análisis de otras normas internacionales.

5.1. Norma norteamericana. La ASCE 07 2010: Minimum Design Loads for Buildings and

Other Structures, ha adoptado desde hace años la velocidad pico de 3-s como velocidad de cálculo y ha determinado períodos de recurrencia de 1700, 700 y 300 años en dependencia de la importancia de la estructura. Esta norma aclara el concepto de probabilidad de excedencia para el periodo de vida útil de la estructura, por ejemplo para 50 años su valor es del 7% con periodo de retorno de 700 años.

5.2. Norma mexicana. Está contenida en el Tomo III: Diseño por viento del volumen 4:

seguridad estructural de las Normas y Especificaciones para Estudios, Proyectos, Construcción e Instalaciones del 2011. En esta norma se adopta la velocidad pico como velocidad de cálculo y se establecen clases de estructuras según su importancia. Además establece mapas y tablas para el país y para las principales ciudades.

5.3. Norma Dominicana. Esta norma divide al país en tres zonas y normaliza la presión

en cada una de ellas. Esta regionalización esta en dependencia del mapa de velocidades establecidas para este país.

Al comparar la tabla anterior observamos que los periodos de recurrencia son superiores a

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6. Mapas de viento. La confección de un mapa de viento producido por huracanes depende de los factores siguientes:

1. La base de datos de los huracanes. 2. El modelo de pronósticos. 3. Periodo de retorno considerado o la probabilidad de excedencia anual. Estos mapas de viento no pueden ser locales producto de que el fenómeno climatológico está definido regionalmente y en ocasiones globalmente. En la confección de los mapas de viento del caribe se tomó como base de datos los elaborado por P. J. Vickery and D. Wadhera (2008) y por Gibb (2009), para velocidades picos de 3-s y periodos de retorno coincidente con la ASCE 07.

Para Cuba se han elaborado los siguientes mapas:

Mapa de velocidades y presión de viento para el Caribe.

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En base a estos mapas de velocidad en millas/h, para velocidades pico de 3-s y diferentes periodos de retorno (T) el autor lo redibujo en un plano de AutoCAD transformándolo en mapas de velocidades en Km/h y presiones de KN/m2, y con velocidades pico de 3-s y con viento sostenido, como se muestra a continuación:

retorno considerados y que se muestra como ejemplo el correspondiente a 700 años

De este mapa se amplió la parte correspondiente a Cuba. Este mapa se encuentra en millas/h y se transformó a un mapa en km/h y de presiones. A continuación se presenta un mapa que

Para la confección de este mapa se partió de los mapas de velocidades para los periodos de

Mapa de las velocidades del caribe para un período de retorno de 700 años

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muestra la comparación con la NC 285-2003 en cuanto a las velocidades y las presiones para huracanes de categoría 1 y 2.

Mapa comparativo con la NC 285-2003 en cuanto a presión y velocidad del viento para huracanes de categoría 1 y 2.

Como se observa existe una correspondencia entre estos mapas mostrado en cuanto a los valores de velocidad mostrado para un periodo de 50 años. Dada la similitud de los valores mostrados en el mapa anterior podemos decir que la NC 285-2003 garantiza un nivel de confiabilidad bastante aceptable para huracanes de categoría 1 para un periodo de retorno de 50 años, excepto para las provincias de occidentales y la Isla de la Juventud.

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Para periodo de retornos mayores, se observan importantes diferencias como, puede observarse para valores de 100 años del periodo de retorno.

7. Análisis estadístico por vientos extremos.

Para este estudio se empleó el programa “STORM EYE” el cual grafica los huracanes de acuerdo con la base de datos HURDAT con registros desde 1851, se seleccionaron 217 eventos que han afectados a Cuba. De ellos se seleccionaron 174 que tenían determinadas sus velocidades y trayectorias con los cuales se confeccionó una base de datos en EXCEL denominada BDC-Cuba. En los estudios bibliográficos realizados se concluyó que los análisis estadísticos realizados para Cuba en general están agrupados por provincias y que no tenían en cuenta la influencia de un evento de otra provincia sobre la de estudio. Por esta razón se decidió determinar círculos de influencia para cada zona a partir de la fórmula de Holland (1980 y 2008), la cual estima la velocidad del viento a partir de una distancia r del centro del huracán.

0.5

V rr:: Velocidad del viento a la distancia r. Distancia al centro del huracán.

Vm: Velocidad máxima del viento. rvm: Radio de viento máximos. b: parámetro de Holland, varía entre 0.5 y 2.5

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Se determinó que hasta 250 km del eje se produce una influencia notable de un huracán de categoría 5 (250 km/h). Con este criterio se confeccionó la base de datos para provincia de matanzas BDC-Mtz, tomando como base la región centro-norte de la Provincia. Para el estudio de vientos extremos se seleccionaron los 22 eventos que han afectado la provincia con vientos de categoría de huracán se empleó este criterio porque es el recomendado por la ACSE-07, la cual prohíbe los análisis a partir de velocidades medias anuales para zonas sometidas a vientos huracanados. Para el análisis estadístico se empleó el programa LABFIT el cual determinó como la distribución de mejor de ajuste la Gumbel. Con este resultado se elaboró una hoja de cálculo a partir de la BDC-Mtz que permite calcular la probabilidad de falla para un periodo de retorno determinado.

8. Comparación entre los métodos de cálculo analizados. Para la realización de la comparación entre los tres métodos analizados: NC 285-2003, mapa de velocidades y análisis estadístico para vientos extremos, se confeccionó la siguiente tabla:

Tabla comparativa de métodos probabilísticos con la Norma cubana NC 285.2003

Descriptores de la falla Según Gumbel Según mapa de

velocidades Según NC 285.2003

Probabilidad de falla anual

Periodo de

retorno

Probabilidad de falla en 50 años

Veloc. en km/h

Presión en kPa

Veloc, en km/h

Presión en kPa

Coef. de recurrencia

Presión en kPa

5.00E-04 2000 2% 327.0 4.30 5.88E-04 1700 3% 323.6 4.21 202 4.41 1.00E-03 1000 5% 311.2 3.89 1.43E-03 700 7% 303.1 3.69 182 3.58 2.00E-03 500 10% 295.5 3.51 5.00E-03 200 22% 274.6 3.03 1.00E-02 100 39% 258.8 2.69 160 2.77 1.15 2.81 1.33E-02 75 49% 252.3 2.56 2.00E-02 50 64% 242.9 2.37 151 2.46 1 2.44 4.00E-02 25 87% 226.9 2.07 0.75 1.83 1.00E-01 10 99% 205.4 1.70 0.7 1.71 2.00E-01 5 100% 188.3 1.43

De acuerdo con la NC 285 para 50 años la probabilidad de falla es del 64%, valor bastante inseguro de acuerdo con las normativas internacionales y la máxima para 100 años es del 39% para el periodo de recurrencia de 100 años acepta una probabilidad de falla para la vida útil de la construcción del 34%. La ISO 4354 considera un periodo mínimo de retorno 200 años para un índice de confiabilidad de β=2.3, solamente aceptable para construcciones de muy baja importancia, criterio aceptado por la ACSE-07 para un periodo de retorno mínimo de 300 años. La ASCE 2007 adopta un periodo de retorno de 700 años para la mayoría de las construcciones en los EEUU, valor que no difiere signifícamele de los 500 años considerados por la ISO 4354. Es importante destacar que en el 2010 la ASCE-07 sufre una transformación importante al eliminar el factor de mayoración para el cálculo de las acciones del viento considerándolo con un valor igual a uno (1) y lo sustituye por la presión calculada a partir de los mapas de vientos extremos, aunque permite el empleo de los mapas anteriores empleando un factor de transformación igual a la raíz cuadrada del FS anterior, es decir, raíz (1.6).

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Al comparar los valores obtenidos de presión última de cálculo por vientos extremos para la ciudad de Matanzas, con los obtenidos mediante los mapas de velocidad se observa una buena correlación.

9. Conclusiones.

1.-La NC 285 no ha evolucionado de acuerdo con los conceptos de confiabilidad estructural de las normativas internacionales a partir de las experiencias desarrolladas por las modernas teorías para los análisis de las acciones originadas por fenómenos extremos como son los terremotos y los huracanes. 2.-El empleo de los mapas de vientos para el Caribe son herramientas de gran importancia para determinar la intensidad de las acciones provocadas por vientos extremos en nuestro país. Bibliografía: -Normateca. Centro de información de la construcción. Matanzas. Cuba.

-Manual de Ingeniería de Costa (MEC). (Coastal Engineering Manual). U.S. Army Corps of Engineers. 2002.

-Criterios de Confiabilidad Estructural para Estudios de Riesgos con Vientos Extremos. Hernández Delgado, Pedro A .1er Taller Nacional de Seguridad de las Estructuras. Holguín. 2015.

-Sitios consultados:

www.met.inf.cu

www.tiempo.cuba.cu

www.radiorebelde.cu

www.ecured.cu

www.cubasolar.cu