@unpublished{upm31042,
            year = {2014},
            note = {Unpublished},
             doi = {10.20868/UPM.thesis.31042},
           title = {Mejora de los modelos t{\'e}rmicos de las presas b{\'o}veda en explotaci{\'o}n : aplicaci{\'o}n al an{\'a}lisis del efecto del cambio clim{\'a}tico},
          school = {Caminos},
          author = {Santill{\'a}n S{\'a}nchez, David},
        abstract = {Las cargas de origen t{\'e}rmico causadas por las acciones medioambientales generan
esfuerzos apreciables en estructuras hiperest{\'a}ticas masivas, como es el caso de las
presas b{\'o}vedas. Ciertas investigaciones apuntan que la variaci{\'o}n de la temperatura
ambiental es la segunda causa de reparaciones en las presas del hormig{\'o}n en servicio.
Del mismo modo, es una causa de fisuraci{\'o}n en un porcentaje apreciable de casos.
Las presas son infraestructuras singulares por sus dimensiones, su vida {\'u}til, su
impacto sobre el territorio y por el riesgo que implica su presencia. La evaluaci{\'o}n
de ese riesgo requiere, entre otras herramientas, de modelos matem{\'a}ticos de predicci{\'o}n del comportamiento. Los modelos han de reproducir la realidad del modo m{\'a}s fidedigno posible. Adem{\'a}s, en un escenario de posible cambio clim{\'a}tico en el que se prev{\'e} un aumento de las temperaturas medias, la sociedad ha de conocer cu{\'a}l ser{\'a} el
comportamiento estructural de las infraestructuras sensibles en los futuros escenarios
clim{\'a}ticos.
No obstante, existen escasos estudios enfocados a determinar el campo de temperaturas
de las presas de hormig{\'o}n. As{\'i}, en esta investigaci{\'o}n se han mejorado los
modelos de c{\'a}lculo t{\'e}rmico existentes con la incorporaci{\'o}n de nuevos fen{\'o}menos f{\'i}sicos de transferencia de calor entre la estructura y el medio ambiente que la rodea.
Tambi{\'e}n se han propuesto nuevas metodolog{\'i}as m{\'a}s eficientes para cuantificar otros
mecanismos de transferencia de calor.
La nueva metodolog{\'i}a se ha aplicado a un caso de estudio donde se dispon{\'i}a de un
amplio registro de temperaturas de su hormig{\'o}n. Se ha comprobado la calidad de las
predicciones realizadas por los diversos modelos t{\'e}rmicos en el caso piloto. Tambi{\'e}n
se han comparado los resultados de los diversos modelos entre s{\'i}. Finalmente, se ha
determinado las consecuencias de las predicciones de las temperaturas por algunos de
los modelos t{\'e}rmicos sobre la respuesta estructural del caso de estudio.
Los modelos t{\'e}rmicos se han empleado para caracterizar t{\'e}rmicamente las presas
b{\'o}veda. Se ha estudiado el efecto de ciertas variables atmosf{\'e}ricas y determinados
aspectos geom{\'e}tricos de las presas sobre su respuesta t{\'e}rmica.
Tambi{\'e}n se ha propuesto una metodolog{\'i}a para evaluar la respuesta t{\'e}rmica y
estructural de las infraestructuras frente a los posibles cambios meteorol{\'o}gicos inducidos
por el cambio clim{\'a}tico. La metodolog{\'i}a se ha aplicado a un caso de estudio,
una presa b{\'o}veda, y se ha obtenido su futura respuesta t{\'e}rmica y estructural frente
a diversos escenarios clim{\'a}ticos. Frente a este posible cambio de las variables meteorol{\'o}gicas, se han detallado diversas medidas de adaptaci{\'o}n y se ha propuesto una modificaci{\'o}n de la normativa espa{\~n}ola de proyecto de presas en el punto acerca del c{\'a}lculo de la distribuci{\'o}n de temperaturas de dise{\~n}o.
Finalmente, se han extra{\'i}do una serie de conclusiones y se han sugerido posibles
futuras l{\'i}neas de investigaci{\'o}n para ampliar el conocimiento del fen{\'o}meno de la
distribuci{\'o}n de temperaturas en el interior de las presas y las consecuencias sobre su
respuesta estructural. Tambi{\'e}n se han propuesto futuras investigaciones para desarrollar
nuevos procedimiento para definir las cargas t{\'e}rmicas de dise{\~n}o, as{\'i} como posibles medidas de adaptaci{\'o}n frente al cambio clim{\'a}tico.
Thermal loads produced by external temperature variations may cause stresses in
massive hyperstatic structures, such as arch dams. External temperature changes are
pointed out as the second most major repairs in dams during operation. Moreover,
cracking is caused by thermal loads in a quite number of cases.
Dams are unique infrastructures given their dimensions, lifetime, spatial impacts
and the risks involve by their presence. The risks are assessed by means of mathematical
models which compute the behavior of the structure. The behavior has to be
reproduced as reliable as possible. Moreover, since mean temperature on Earth is expected
to increase, society has to know the structural behavior of sensitive structures
to climate change.
However, few studies have addressed the assessment of the thermal field in concrete
dams. Thermal models are improved in this research. New heat transfer phenomena
have been accounted for. Moreover, new and more efficient methodologies for computing
other heat transfer phenomena have been proposed.
The methodology has been applied to a case study where observations from thermometers
embedded in the concrete were available. Recorded data were predicted by
several thermal models and the quality of the predictions was assessed. Furthermore,
predictions were compared between them. Finally, the consequences on the stress
calculations were analyzed.
Thermal models have been used to characterize arch dams from a thermal point
of view. The effect of some meteorological and geometrical variables on the thermal
response of the dam has been analyzed.
Moreover, a methodology for assessing the impacts of global warming on the thermal
and structural behavior of infrastructures has been proposed. The methodology
was applied to a case study, an arch dam, and its thermal and structural response to
several future climatic scenarios was computed. In addition, several adaptation strategies
has been outlined and a new formulation for computing design thermal loads
in concrete dams has been proposed.
Finally, some conclusions have been reported and some future research works
have been outlined. Future research works will increase the knowledge of the concrete
thermal field and its consequences on the structural response of the infrastructures.
Moreover, research works will develope a new procedure for computing the design
thermal loads and will study some adaptation strategies against the climate change.},
             url = {https://oa.upm.es/31042/}
}