Estudio de morteros para revestimientos de edificios. Diagnosis predictiva a través de lógica borrosa

  1. Francisco Javier Gutiérrez García
Supervised by:
  1. Silvia Alayón Miranda Director
  2. Eduardo González Díaz Director

Defence university: Universidad de La Laguna

Year of defence: 2017

Department:
  1. Ingeniería Informática y de Sistemas

Type: Thesis

Teseo: 465935 DIALNET

Abstract

Los morteros de cemento y arena dosificados y mezclados en obra forman parte del sector de la edificación, teniendo un uso extendido en la práctica, debido, entre otras cosas, a su comodidad de preparación, economía, y reconocida aceptación de sus prestaciones. En este trabajo se presenta un estudio del comportamiento de los morteros, confeccionados con cemento y arena, a partir de la dosificación, fabricación y realización de ensayos de los mismos en el laboratorio. Con los datos empíricos obtenidos se ha analizado su comportamiento, y los factores que influyen en las dosificaciones realizadas. Por último, se ha diseñado un sistema de diagnosis predictiva basado en reglas borrosas, que modela la relación de la dosificación del mortero con sus propiedades características finales. El objetivo es, ante la falta de regulación y control de la fabricación en obra de los morteros, dar al profesional del sector una herramienta de ayuda para la confección de morteros, sabiendo de antemano las características finales a exigir de los mismos. El sistema borroso de predicción que se obtiene es validado posteriormente comparando su salida predictiva con los valores reales obtenidos en nuevos ensayos realizados en el laboratorio. La metodología empleada para la caracterización de los morteros, ha sido desarrollada en dos fases. Una primera fase de estudio de los morteros, que comprende la selección de los ensayos más apropiados de caracterización de los morteros, y la confección de morteros con receta de uso frecuente en la aplicación en obra de edificación, para someterlos a los ensayos seleccionados. En esta primera fase, los resultados obtenidos de los ensayos de laboratorio muestran el comportamiento de los morteros, según su dosificación y características de diseño. La caracterización de los morteros ayuda a identificar los factores que influyen sobre la calidad de los mismos, y permite predecir el resultado de su fabricación ante situaciones similares a las estudiadas en este trabajo. Precisamente esta caracterización es la que se utiliza para el diseño del sistema borroso de predicción propuesto en la segunda fase de este trabajo, donde el conocimiento se extrae de los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio relativos a la fabricación de los diferentes morteros. Con estos estudios experimentales se han determinado los factores relevantes que influyen en el comportamiento de los morteros dosificados, se han definido las variables lingüísticas consideradas en la predicción de la dosificación de los morteros, y se ha elaborado y ajustado la base de reglas borrosas. El sistema borroso desarrollado ofrece a su salida las dosificaciones cemento-arena-agua que se deben utilizar para fabricar morteros que presenten unas características especificadas de antemano (en la entrada del sistema). Este sistema borroso permite conocer el modo de fabricación de los morteros requeridos, sin tener que realizarlos físicamente, con el consecuente ahorro económico de pruebas testigo. Por lo tanto, puede llegar a ser una herramienta predictiva para los profesionales del sector. Esta memoria se divide en varias partes. La primera parte (capítulos del 1 al 3) realiza una revisión de la teoría y las técnicas relacionadas con los métodos utilizados en el trabajo de investigación: en el capítulo 1 se presenta un estado del arte, en el capítulo 2 se introducen los fundamentos teóricos de los morteros, y en el capítulo 3 se recoge todo el desarrollo experimental y el análisis de resultados. En la segunda parte se presenta una descripción completa del diseño del sistema borroso propuesto, que se ajusta en función de los valores empíricos encontrados en el laboratorio, y el procedimiento de evaluación del sistema (capítulos 4 y 5). El capítulo 4 es una revisión de la lógica borrosa y el razonamiento aproximado, y el capítulo 5 muestra la aplicación de toda esta teoría al problema abordado sobre la predicción de la dosificación de los morteros. Por último, la tercera parte recopila las principales aportaciones de este trabajo y los aspectos más destacados del mismo, junto con un análisis de las posibles líneas futuras de investigación y desarrollo, en el capítulo de Conclusiones y Líneas Futuras (capítulo 6).