Tesis Pregrado - Ingeniería Civil

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https://hdl.handle.net/20.500.12590/16049

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Metodología para el control y evaluación del costo de la calidad de una obra pública, basada en el método del valor ganado y curvas de liberación
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Hanco Flores, Karen Jhamily; Ramos Guerra, Carlos Cesar
En el Perú es escaso el uso y difusión de metodologías que permitan controlar y evaluar el costo de la calidad en obras públicas por parte de empresas pequeñas y medianas del sector construcción. Aunado a lo anterior, el Estado Peruano, no brinda un buen clima de competencia en las contrataciones con el Estado, ya que la adjudicación de una obra es asignada al postor que oferte el menor precio, y deja de lado el control y monitoreo del costo, tiempo y calidad de un proyecto. La presente investigación tiene como objetivo proponer una metodología que permita controlar y evaluar el costo de la calidad de una obra, esta metodología fue pensada para que sea empleada por constructoras pequeñas y medianas En el presente trabajo de investigación, para la formulación de la nueva metodología que permita controlar y evaluar el costo de la calidad, se aplicó en primer lugar una encuesta a ingenieros, arquitectos o gerentes que tengan experiencia en la ejecución de obras de tal forma que se evidencie la poca difusión y uso de metodologías que permitan controlar el costo de la calidad. A partir de las bases teóricas y de lo obtenido mediante la encuesta se formuló una nueva metodología basada en la correlación del Método del Valor Ganado y las Curvas de Liberación. La metodología planteada en la presente investigación fue aplicada en el proyecto “Mejoramiento de los servicios de educación primaria en la I.E. 40073 Víctor Manuel Perochena Luque, Distrito de Santa Rita de Siguas – Provincia de Arequipa, Departamento de Arequipa”. Cabe resaltar que la metodología propuesta plantea nuevos indicadores basados en el Método del Valor Ganado y Curvas de Liberación, de lo cual se obtuvo que, la metodología sirve para controlar y evaluar el costo de la calidad de la obra durante la ejecución de la misma.
Análisis comparativo del comportamiento sísmico del centro de salud de Samegua empleando dos propuestas de protección sísmica: disipadores SLB y Hadas
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Silva Silva, Krisley; Quispe Choquemamani, Efrain Denys
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo analizar dos alternativas de protección sísmica pasiva tales como los disipadores por fluencia de metales Shear Link Bozzo (SLB) y Houglass Added Damping and Stiffness (HADAS) en una edificación de uso esencial y evaluar las respuestas sísmicas en términos de distorsiones, desplazamientos y fuerzas cortantes basales. La edificación se compone de tres bloques, de los cuales la unidad de análisis fue el bloque B que, a su vez consistió de dos Bloques B-1 y B-2 unidos por un puente metálico. La necesidad de reforzamiento de la estructura se basó en los resultados del análisis modal espectral, así como se sugiere en la NTP 030, pues el caso de estudio poseía irregularidad torsional extrema y excedía el límite de distorsión de entrepiso permitido en la norma sismorresistente. La incorporación de disipadores se realizó por medio de perfiles estructurales (arreglo chevron) y el proceso iterativo de diseño estuvo sujeto a la reducción de torsión y desplazamientos. Se empleó un análisis modal espectral para el diseño de disipadores y se revisó su desempeño mediante un análisis no lineal rápido (FNA) y un análisis no lineal tiempohistoria por integración directa de modo que se verificara el adecuado funcionamiento de los dispositivos sin que lleguen al fallo. La demanda sísmica se determinó en base al escalamiento de registros sísmicos naturales cuya fuente de actividad sísmica fue por subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana y con un PGA mayor a 0.1. Para ello, se usaron programas como el Seismo Signal y Seismo Match. Finalmente, se compararon las respuestas sísmicas concluyendo que la aplicación de los disipadores de energía tuvieron un rendimiento similar, sin embargo, menores desplazamientos y distorsiones de entrepiso se obtuvieron en el Bloque B-1 y el Bloque B-2, reforzados con disipadores HADAS y SLB respectivamente. Asimismo, el disipador SLB tuvo una ligera supremacía en cuanto a la disipación de energía en el Bloque B-2, ya que estos dispositivos se plastifican a bajos desplazamientos. La disipación de energía estuvo en un rango de 43% para el Bloque B-1 y 30% para el Bloque B-2. Las variaciones de las respuestas sísmicas fueron: Las distorsiones de entrepiso tuvieron una variación de 7.96% para el Bloque B-1 y 6.25% para el Bloque B-2. Los desplazamientos tuvieron una variación de 8.09% para el Bloque B-1 y 2.03% para el Bloque B-2. Las fuerzas cortantes basales presentaron una variación de 1.44% para el Bloque B-1 y 2.16% para el Bloque B-2. Al comparar los desplazamientos de la estructura con y sin disipadores se obtienen: Una reducción del 55%-60% en desplazamientos y 56%-64% en distorsiones lográndose la eliminación de la torsión y el cumplimiento del límite en términos de distorsión.
Análisis microscópico del tráfico vehicular en el óvalo apacheta en Arequipa - Perú, haciendo uso de la herramienta PTV VISSIM
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Gomez Flores, Christian Alberto; Zapata Ramos, Yosber Max; Mullisaca Atamari, Denis Herzen
El proyecto de investigación propone la construcción y análisis de un modelo de simulación microscópica del Óvalo Apacheta empleando el software PTV Vissim 10. La infraestructura vial en mención está situada en Arequipa, exactamente en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero. Mayoritariamente las investigaciones acerca del congestionamiento vehicular limitan su alcance a la determinación de la capacidad y nivel de servicio, en contraste, el software PTV Vissim permite el ajuste de cada uno de los vehículos, adhiere la capacidad de decisión de, por ejemplo, realizar un cambio de carril de vehículos, seguir una ruta fija, ruta dinámica, así como el modelado del comportamiento de los peatones al desplazarse. Estos parámetros permiten localizar y contextualizar cada modelo, vincularlo a cada ciudad o región, en donde la cultura de conducción y comportamiento difieren. Esta investigación tiene como objetivo elaborar un análisis microscópico del tráfico en el Óvalo Apacheta a través del uso de la herramienta PTV Vissim, análisis a partir del cual se obtendrá un diagnóstico detallado del flujo vehicular, asimismo, permitirá proponer propuestas de solución que optimicen el nivel de servicio ofrecido por el Óvalo Apacheta. En tanto a la metodología abordada, primero se obtuvo las características generales de la rotonda, tal como: localización, área de influencia, geometría de la intersección, dispositivos para el control de tránsito. Posteriormente se realizó la medición de los aforos vehiculares, mediando los cuales se elaboró el análisis operacional acorde a la metodología del Manual de Capacidad de Carreteras, así como la construcción del modelo de simulación microscópica. Luego de la creación del modelo de simulación se realizó la calibración del modelo de forma que, el comportamiento del modelo se asemeje a la realidad, este escenario se repitió para el estado actual y propuesta de solución. Finalmente, se extrajo los reportes sobre la implementación y el rendimiento de las soluciones propuestas en cuanto a los volúmenes vehiculares, longitud de cola, demoras promedio y el nivel de servicio en los accesos. Por lo tanto, se concluyó que la creación de un modelo de microsimulación en Vissim y aplicación de propuestas de solución (optimización del ciclo semafórico, creación de un paso a desnivel) permite optimizar el nivel de servicio que actualmente ofrece la rotonda.
Análisis de la viabilidad económica y ambiental utilizando pavimento asfáltico reciclado en obras viales con pavimento flexible en caliente
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Enriquez Ybarcena, Jose Carlos Fernando; Cuentas Yauri, Mauricio Arturo; Marquina Cornejo, María Alejandra
La construcción es un rubro que crece constantemente, lo que nos lleva a una expansión territorial y a la necesidad de aumentar nuestra infraestructura vial en todo el país, obteniendo así un crecimiento socioeconómico. Este crecimiento exige una gran demanda de materia prima de alta calidad de carácter no renovable y un aumento cada vez mayor de RCD, lo que genera un impacto ambiental por las emisiones GEI y el consumo energético producido. Es por tal motivo que surge la necesidad de implementar el uso de RAP en la construcción de nuevas carpetas asfálticas, de modo que generen impactos positivos en el medio ambiente y en la economía del país. La investigación es de nivel Experimental – cuasi experimento, debido a los ensayos realizados. Así mismo es de tipo exploratorio y de enfoque mixto; cualitativo y cuantitativo, ya que se destacan las cualidades ambientales del pavimento con porcentaje de material reciclado y se registraron los resultados obtenidos de los ensayos realizados. El objeto de estudio fue el RAP, el cual fue usado en un 40% de la mezcla total del pavimento, para diferentes porcentajes de contenido asfaltico (4%, 4.5%, 5%, 5.5%, y 6%). El diseño se realizó para un pavimento de tipo MAC-2 y se determinaron los valores de flujo y estabilidad, mediante el ensayo Marshall. Seguidamente se evaluó la viabilidad económica al usar 40% de RAP, en diferentes fases del ciclo de vida del pavimento; producción de material, construcción, y eliminación del material de RCD. Finalmente, se evaluó la viabilidad ambiental de un proyecto vial, y los beneficios encontrados con el uso de RAP, mediante una revisión sistemática de investigaciones enfocadas en el beneficio ambiental del uso de RAP en obras viales. Como resultado se obtuvo que, el uso del 40% de pavimento asfaltico reciclado dentro de la mezcla asfáltica, cumple con los estándares de calidad mínimos impuestos por la normativa peruana (MTC-2013), trayendo consigo beneficios económicos y ambientales durante su ciclo de vida, por lo que se encuentra conveniente el uso de RAP, económica y ambientalmente viable.
Análisis dinámico no lineal de un edificio de 11 niveles en la ciudad de Arequipa incorporando amortiguadores de masa sintonizada
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Galdos Huaranca, Luis Andre; García Zúñiga, Jorge Luis
Los amortiguadores de masa sintonizada (TMD) son dispositivos que se utilizan para reducir la respuesta sísmica de edificios y otras estructuras. Al igual que otros dispositivos de control pasivo, dependen de la frecuencia de la estructura para absorber la energía producida por las ondas sísmicas. En la presente investigación, se implementaron estos dispositivos TMD en una edificación de 11 niveles ubicada en la ciudad de Arequipa. Para la evaluación de la respuesta sísmica, se utilizaron dos tipos de análisis dinámicos: uno modal espectral, y uno tiempo-historia no lineal. A su vez, en cada uno de estos análisis, se realiza la comparación de los resultados de la respuesta dinámica de la estructura sin y con el uso de los TMD, con la finalidad de medir su eficiencia a través de la reducción de parámetros tales como las derivas, el desplazamiento, la torsión y las fuerzas por nivel. En el análisis modal espectral, se comparó el modelo tradicional descrito por la norma E. 030 del reglamento nacional de edificaciones con un modelo que implemente los TMD. La respuesta dinámica de la estructura mejoró significativamente en todos los parámetros con la implementación de estos dispositivos. En el análisis tiempo-historia no lineal, se siguió el procedimiento descrito por la norma E. 030, además de asignar las propiedades no lineales a los materiales y a los elementos estructurales. Al igual que en el análisis modal espectral, la respuesta dinámica de la estructura mejoró al implementar los TMD, aunque de una forma más moderada.
Análisis del efecto del ph en las propiedades físicas y mecánicas de un suelo arcilloso estabilizado con cal
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Calcina Cahuas, Sergio Thadeo; León Mogrovejo, Daphne Rossana
La ciudad de Arequipa atraviesa un proceso de incremento poblacional que ha generado la urbanización de áreas que albergan suelos arcillosos. Una metodología convencional para tratar los suelos arcillosos es la estabilización química con cal, que permite el desarrollo favorable de las propiedades físicas y mecánicas; sin embargo, este proceso constructivo está sujeto a los mecanismos químicos de la reacción suelo arcilloso-cal, los cuales a su vez dependen de las condiciones de entorno, siendo el nivel de pH, uno de sus principales agentes influyentes. El suelo estudiado corresponde a la localidad de Yarabamba, en la región Arequipa. El presente trabajo de investigación comparó y analizó el comportamiento de las propiedades físicas, físico-mecánicas y físico-químicas de 3 etapas de estudio que abarcan: suelo natural, suelo estabilizado con cal al 3%, 6% y 9%, y suelo estabilizado con cal contaminado por solución ácida de ácido sulfúrico y ácido nítrico (3:1). Los especímenes trabajados en laboratorio, demuestran que la estabilización con cal incrementa el valor de CBR en razón de su estado natural, puesto que partiendo de un valor de 2.1 del suelo natural, se alcanzaron valores de 30.4, 44.2 y 62.8 para porcentajes de cal del 3%, 6% y 9% respectivamente; sin embargo, luego de la contaminación por solución ácida, estos valores decrecieron a 2.5, 4.2 y 5.1 para los porcentajes mencionados. Dentro de las propiedades físico-químicas, se obtuvo que el suelo extraído correspondía a un suelo arcilloso con 21.18% de caolinita. Fue posible corroborar el cambio de propiedades físico-químicas, mediante el ensayo de microscopia electrónica de barrido, el cual permitió conocer la morfología de las partículas durante las 3 etapas de estudio; así, se conoció que el suelo natural presenta una morfología altamente angular y que, al ser estabilizada con cal, esta se torna semi-redondeada y más compacta, diferente de las muestras contaminadas con solución ácida, que mostraron una morfología fisurada y ahuecada. La estabilización de suelos arcillosos con cal, dependen del nivel de pH del medio en que se produce el proceso de mezcla, puesto que este define la positividad o negatividad de las partículas de arcilla, produciendo a su vez la disponibilidad de minerales que podrán ser estabilizados por reacción química con el calcio proveniente de la cal.
Aplicación de criterios de eco-eficiencia y de confort empleando el modelo de la certificación EDGE: Análisis de edificación de tipología escuela
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Espinoza Nina, Maria Paula; Cano Valencia, Alejandro; Paredes Malma, Daniela Karen
La presente investigación se desarrolló bajo dos líneas de investigación: ecoeficiencia en uso de recursos y confort de los usuarios teniendo como objetivo la comparación de prácticas ecoeficientes de agua, materiales y energía a través de la obtención de los eco-metrado hídrico, ecometrado energético de materiales, eco-metrado energético de consumo y eco-metrado de carbono bajo el enfoque de la herramienta EDGE además de considerar principios pasivos para asegurar el confort térmico y lumínico de una edificación de tipología escuela. Durante el análisis se plantearon escenarios: A (típico), B (mejorado), C (predeterminado de la herramienta EDGE) y “n” escenarios D (ecoeficientes) para el cálculo de los eco-metrados hídrico, energético de materiales, energético de consumo y eco-metrado de carbono. En cuanto al confort térmico, se realizó el cálculo de la transmitancia térmica de los elementos de la envolvente: techos, muros y pisos. Para el confort lumínico, se optimizó el ingreso de la luz natural a través de los lineamientos de la norma EM.110. A nivel de “ecoeficiencia hídrica” se obtuvo que el escenario que presenta una mayor ecoeficiencia es la del escenario D3 con un 50% de ahorro bajo el estándar EDGE; el cual comprendió griferías para baños con aireadores, sanitarios con fluxómetros, griferías eficientes para cocinas y sistema de riego eficiente. A nivel de “ecoeficiencia de materiales” se obtuvo que el escenario que presentó mayor ecoeficiencia fue el escenario D3 con un 50% de ahorro bajo el estándar EDGE; el cual comprendió losas aligeradas de concreto, piso de cemento pulido, muros externos de ladrillo, muros internos de plancha de fibrocemento, marcos de ventana de PVC además de aislamiento de fibra de vidrio. A nivel de “ecoeficiencia energética de consumo” se obtuvo que la aplicación de luminarias LED y sensores de ocupación permitieron la reducción del consumo de energía. A nivel de “emisiones de carbono” se observó que las emisiones de carbono son directamente proporcionales a la energía de consumo, siendo el valor de emisiones 12.39 tCO2eq/ año. A nivel de “confort térmico” se obtuvo que la fibra de vidrio es el material que presenta mayor aislamiento de los elementos de la envolvente. A nivel de “confort lumínico” se obtuvo que la implementación de elementos de protección solar analizando la orientación del edificio generaría mayor aprovechamiento de la luz solar sin que esta sea invasiva.
Evaluación de las propiedades mecánicas del concreto obtenido de la sustitución parcial de cemento tipo i por ceniza volcánica del Misti para concreto estructural
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Cabana Llanos, Bryan Fernando; Yupanqui Urquizo, Hugo Alonso; Leon Tejada, Mauricio Javier
En la presente investigación se evalúa un concreto estructural, donde se sustituye al cemento por ceniza volcánica proveniente del volcán Misti. Para el desarrollo de este trabajo se presentan diferentes estudios referentes a la incorporación de puzolanas naturales y artificiales en la dosificación de concreto, teniendo como antecedentes algunos factores para el desarrollo de la actividad puzolánica como la composición química, granulometría de la muestra y porcentaje de sustitución óptimo. Al respecto, se obtuvieron resultados de las variables estudiadas por diversos investigadores y se analizó el efecto producido por el reemplazo de cemento en las propiedades de las muestras de sustitución y patrón. Se verifico el cumplimiento de los requerimientos necesarios para su uso en el concreto de acuerdo a la norma ASTM C618. Según el análisis presentado, se emplearon diferentes porcentajes de sustitución de 5%, 7.5%, 10%, 12.5% y 15% y se realizó una comparación con la muestra patrón en edades de 3,7, 28 y 90 días de las propiedades mecánicas cómo compresión, módulo de elasticidad, tracción y flexión, pero también considerando la variación en las propiedades en estado fresco como slump, contenido de aire, análisis de costos unitarios para la determinación del porcentaje óptimo de sustitución. De acuerdo a los resultados expuestos, se concluye que las muestras de sustitución no sobrepasan en sus valores de las propiedades de resistencia a la compresión, tracción y flexión de la muestra patrón en las edades mencionadas; sin embargo, se verifica que la muestra con 12.5% de sustitución muestra la mejor tendencia.
Comparación del uso del concreto con agregado grueso reciclado y natural en la construcción de veredas en la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Huillca Merma, Luzely Daniela; Quispe Mamani, Carmen Rosa; Marquina Cornejo, María Alejandra
En la actualidad, el medio ambiente es afectado por el desarrollo de la industria de la construcción porque es la causante de la explotación excesiva de materiales granulares en canteras y la generación de residuos de construcción y demolición (RCD). En tal sentido, la presente investigación propuso realizar la valoración de los RCD mediante el uso del agregado grueso reciclado (RCA) para la elaboración de un nuevo concreto, de esta forma se buscó reducir el volumen de extracción de material granular en canteras y la eliminación de los RCD. La presente investigación es de enfoque cuantitativo, carácter descriptivo y diseño experimental; siendo el objeto de estudio el RCA, pues este insumo fue utilizado en proporciones de 30%, 50% y 100% en reemplazo del agregado grueso natural (NCA) para la elaboración del concreto con agregado grueso reciclado (RCAC) en la construcción de veredas, con resistencia de diseño 210kgf/cm2. Seguidamente se evaluó la viabilidad del uso del RCAC al 100% comparando el costo de elaboración de este producto respecto al concreto convencional (NAC), finalmente se realizó la identificación y valoración de impactos ambientales de los componentes suelo y paisajístico dentro de los subprocesos de la elaboración del RCAC al 100% y del NAC, haciendo uso de la metodología propuesta por CONESA. Como resultado se obtuvo que todos los diseños de mezcla cumplen con la resistencia, el costo para la construcción de veredas por m2 con RCAC al 100% es 15.25% más caro que un NAC y el impacto ambiental (IA) en los componentes suelo y paisajístico que se genera por el uso del RCAC es menor en comparación del NAC, debido a que el volumen de explotación de material granular y de eliminación de los RCD se reducen en un 50%. Concluyéndose así que es posible elaborar RCAC en la construcción de veredas y reducir el IA en los componentes mencionados en la ciudad de Arequipa.
Sistema de aislamiento sísmico de bajo costo de tipo esfera – superficie cóncava: Desarrollo de modelo matemático y validación
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Carrera Huaracha, Yalmar Manuel; Simbort Zeballos, Enrique Gerardo
El elevado costo de los dispositivos antisísmicos en la actualidad, hace prácticamente imposible su uso en edificaciones de viviendas de comunidades de escasos recursos económicos, dejando a estas expuestas a los acontecimientos sísmicos que puedan surgir en sus localidades. Por dicho motivo, el presente trabajo de investigación tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de aislamiento sísmico de bajo costo (SASBC), elaborado con elementos de concreto. Para alcanzar dicho objetivo, en la etapa inicial se desarrolló un modelo matemático del sistema propuesto analizando su estabilidad mediante retratos de fase y el principio mínimo de energía potencial. A continuación se analizó la influencia de parámetros geométricos y el amortiguamiento en la respuesta dinámica del sistema. La implementación de la simulación numérica del modelo propuesto se realizó utilizando el software Matlab, donde se analizó la respuesta estructural del sistema cuando es sometido a 8 sismos con contenidos de frecuencias distintos, obteniendo como resultado una reducción de aceleraciones totales que varían entre un rango de 3 a 4.5 veces. El sistema se validó a través de la adquisición de las propiedades dinámicas con sismógrafos, de un modelo experimental expuesto a microtropidaciones; y su comparación con resultados obtenidos utilizando el modelo matemático propuesto. El SASBC no solo reduce las aceleraciones bajo el sismo propuesto, sino que también posee todas las caracterizas de un sistema de aislamiento sísmico, como lo es la elongación de periodos.
Protocolo de trabajo para la estimación de cantidades de un modelo BIM utilizando lenguaje de programación visual Dynamo para las especialidades de arquitectura y estructuras en proyectos de edificación
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Diaz Valdivia, Augusto Banich; Quiroz Bejarano, Camila Angelica; Marquina Cornejo, María Alejandra
En esta investigación se creó un protocolo de trabajo BIM que permite estandarizar el proceso de modelado en las especialidades de arquitectura y estructuras de proyectos de edificación; el mismo incluye herramientas de automatización basadas en lenguaje de programación visual Dynamo que permiten automatizar los procesos de gestión de información del modelo, creación de elementos y revisión del modelo con el objetivo de obtener las cantidades de los elementos o activos modelados. Este protocolo fue aplicado en el proyecto “Mejoramiento y ampliación del servicio educativo del IESTP Luis Felipe de las Casas Grieve de Marcona, Provincia de Nazca, Región Ica” obteniendo los resultados del metrado de las diferentes partidas de las especialidades de arquitectura y estructuras de forma automática e identificando una variación de precisión, con respecto al proceso tradicional de obtención de metrados, de 0 a 6%, teniendo mayor variación en aquellas partidas que involucran el acabado de la edificación como encofrado, tarrajeo y pintura; esto debido a que la forma tradicional de obtener el metrado de estos elementos no es precisa, pues generaliza algunas dimensiones y toma en consideración ciertos criterios conservadores, ya que estas partidas dependen de la unión de varios elementos. Finalmente se propuso un Plan de Ejecución BIM que plantea la estrategia del protocolo de trabajo obtenido, para el uso de empresas en futuros proyectos cuyo requerimiento involucre el uso BIM de ”Estimación de Cantidades”.
Propuesta de un plan de gestión de calidad en la fase de diseño de un proyecto de saneamiento
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Corrales Peña, Angelo Erick; Marquina Cornejo, María Alejandra
Actualmente, la ejecución de obras de saneamiento no es ajena a la presencia de restricciones que traen consigo paralizaciones, ampliaciones de plazo, adicionales, retrasos; dichas restricciones están asociadas a la fase de concepción del proyecto en sí, ya sea por una falta de compatibilización de los componentes con la realidad del área del proyecto, por la presentación de información incompleta, por la falta de evaluación de las características sociales que presenta el área donde se ejecutará el proyecto, entre otras causas. Esto sucede por la inexistencia de un estándar para el correcto desarrollo, evaluación y revisión del diseño necesario para la ejecución de expedientes técnicos en proyectos de inversiones públicas, y en obras como las del sector saneamiento, donde no se puede conocer con total precisión las magnitudes requeridas para su elaboración, este problema tiene mayor incidencia. Por tal motivo, esta investigación posee el principal objetivo de desarrollar un plan de gestión de calidad en la fase de diseño de un proyecto de saneamiento que permita reconocer los procesos que conforman estos trabajos y los criterios mínimos que deben de cumplirse para asegurar la calidad del producto final. Esta investigación es no experimental, transversal y de tipo correlacional-causal, donde la propuesta del plan de gestión de calidad es la causa y el efecto es la reducción de la probabilidad de ocurrencia de riesgos e interferencias. Este trabajo se abocó a los sistemas que permiten proporcionar servicios de agua potable y alcantarillado sanitario. La investigación parte del juicio de expertos y el análisis bibliográfico, mediante el cual se definieron los procesos para el desarrollo del diseño de un proyecto de saneamiento de este tipo y los riesgos más probables y con mayor impacto en estos trabajos. Teniendo en cuenta estos puntos, se definieron los criterios mínimos necesarios, que componen el plan de gestión, que permitirán obtener un producto viable para su ejecución y, por ende, de calidad. Este plan fue validado por especialistas con años de experiencia en el diseño de este tipo de proyectos; lo que permite que, esta herramienta, sea empleada en la ejecución de estas labores por los profesionales respectivos.
Análisis de la influencia de la modalidad de contratación y riesgos en el nivel de éxito en proyectos de redes de agua y desague en Sedapar
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Mendoza Flores, Gabriel Omar; Almonte Burgos, Juan Carlos
Sedapar S.A. es una empresa prestadora de servicios pública de derecho privado que se encarga del servicio de agua y alcantarillado en la Región de Arequipa, actualmente enfrenta ciertas deficiencias en la ejecución de proyectos de redes que estarían influyendo en el nivel de éxito de los mismos y por lo tanto del servicio, dentro de las cuales se puede mencionar las interrupciones del servicio causadas por roturas de tuberías, bajos índices de satisfacción por parte de los usuarios, proyectos que no llegan a cumplir los alcances proyectados, adicionales de obra, entre otros. En la presente investigación se propone como objetivo principal evaluar la influencia que presentan las modalidades de contratación y los riesgos asociados frente al nivel de éxito de los proyectos de redes de agua y desagüe en el periodo del 2013 al 2019 en la empresa prestadora de servicios Sedapar en Arequipa, dentro del procedimiento planteado se elaboró un check-list validado mediante juicio de expertos para determinar el riesgo principal en 26 proyectos de redes tanto de agua o de desagüe, y si los mismos tuvieron relación con el desarrollo general del proyecto de acuerdo a como se puede observar en los expedientes de liquidación de los mismos donde se encontró que en el 92% de los casos dichos riesgos tuvieron presencia en el proyecto, adicionalmente se determinó que los riesgos más comunes son la presencia de vicios ocultos y las interferencias con sistemas existentes en un 16.13% y 35.48% respectivamente. A continuación, se recopiló información relacionada a 5 métodos para la entrega de proyectos empleados a nivel global, en el ámbito nacional llamadas modalidades de contratación. Se definieron parámetros adoptados de investigaciones previas sobre los cuales se pueda evaluar su desempeño. Posteriormente se estableció la relación sobre la cual dichos parámetros deberían mostrarse eficientes directamente con el objetivo de menguar el riesgo al cual se les está asociando y así de esta manera definir un escenario óptimo para su aplicación. Finalmente, se procedió a evaluar directamente el nivel de éxito en 4 proyectos propuestos, y se verificó que dichos valores guarden una relación directa con los valores propuestos según el riesgo y la modalidad de contratación, encontrándo un valor para el coeficiente de Pearson de 0.876.
Análisis comparativo de la respuesta dinámica de una edificación de carácter esencial haciendo uso de dos alternativas de reforzamiento estructural: aislamiento sísmico vs. encamisados
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Quispe Larico, Oscar Jean Paul; Carpio Salazar, Yimy Andre; Simbort Zeballos, Enrique Gerardo
La presente investigación tiene como objetivo principal evaluar la respuesta dinámica de una edificación de carácter esencial haciendo uso de dos alternativas de reforzamiento estructural: Aislamiento sísmico y Encamisados de concreto armado, comparándolas entre ellas y con la respuesta dinámica actual de la estructura sin reforzamiento. Para lograr este propósito, se realizó una investigación preliminar, la cual se centró en explorar la información existente de la edificación con el fin de conocer las demandas de diseño utilizadas para las estructuras que componen el pabellón María Nieves y Bustamante (estructura 1 y estructura 2) (E.030-2006), esto debido a que la demanda a la actualidad se ha visto modificada con los cambios en la normativa de diseño sismorresistente (E.030-2018). Seguidamente, se procedió a desarrollar la etapa de calibración de los modelos matemáticos, la cual consistió en el monitoreo estructural basado en vibraciones de la edificación; esto permitió comparar los periodos y formas de vibración de la estructura obtenidos con el sismógrafo, y los periodos y formas de vibración de la estructura obtenidos del modelo matemático. Posteriormente, se realizaron análisis estáticos no lineales (Pushover) en los modelos calibrados de las estructuras 1 y 2 por separado, considerando la influencia de los tabiques de albañilería en el sistema aporticado, tomando como parámetros de comparación, los cambios en la rigidez elástica, rigidez efectiva, ductilidad global y cortante máximo de las estructuras. Consecutivamente, se sometieron a las edificaciones a registros sísmicos equivalentes al sismo de diseño de la normativa E.030-2018 (análisis dinámicos no lineales), evaluando sus respuestas estructurales (derivas) y no estructurales (aceleraciones), cualificándolas en base a la normativa Hazus 2.1. a nivel estructural (Derivas) y no estructural (aceleraciones), a fin de evaluar la respuesta en su estado actual de las estructuras. Luego de conocer el incremento en el desempeño de la estructura debido a los tabiques de albañilería y en base a ello, el estado actual de las edificaciones; se unió ambos modelos de manera rígida en todos sus niveles considerando las estructuras 1 y 2 como un solo modelo matemático. El nuevo modelo permitió diferentes casos de trabajo para la siguiente etapa del proyecto de investigación tales como: Estado actual con un piso adicional, reforzado por encamisados de concreto armado con un piso adicional y reforzado por aislamiento sísmico con un piso adicional. Posteriormente se realizaron análisis estáticos no lineales (Pushover) y análisis dinámicos incrementales (IDA) de los tres modelos descritos, obteniendo las curvas capacidad, curvas IDA y curvas IDA-capacidad (Curva IDA basada en los cortantes y desplazamiento) en cada caso, y cualificándolas a nivel “estructural” y “no estructural” en base a los parámetros propuestos por el profesor Vamvatsikos y los estados de la normativa Hazus 2.1. Finalmente, a nivel “estructural” se comprobó que ambas metodologías de reforzamiento, permiten a la estructura conservar su estabilidad y el continuo uso. Así mismo, a nivel “No estructural”, el reforzamiento por aislamiento sísmico, mitigó los daños en dicho nivel, mientras el reforzamiento por encamisados, generó daños, debido a que no reduce las aceleraciones y esto genera pérdidas económicas en el contenido de las estructuras (equipo, mobiliario, arquitectura, etc.), siendo importante evaluar el factor económico de inversión pre y post evento sísmico en la elección del sistema de reforzamiento estructural.
Software para la evaluación superficial de pavimentos flexibles basado en la metodología Pavement Condition Index
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Ortega Alarcon, Deyvi; Marquina Cornejo, María Alejandra
El principal objetivo de la presente tesis es desarrollar un software de escritorio que sea una herramienta y apoyo del proceso de evaluación superficial de pavimentos flexibles de vías urbanas, teniendo como base la metodología Pavement Condition Index. En este sentido, se comenzó con el desarrollo y entendimiento de la metodología Pavement Condition Index (PCI), basado en la normativa ASTM D 6433, obteniendo las bases necesarias para el desarrollo del diagrama de flujos general y proceso de los algoritmos del software; asimismo, basado en la plataforma digital FAA PAVEAIR de la Federal Aviation Administration (FAA), que el departamento de transporte de los Estados Unidos utiliza para el control y mantenimiento de las vías, se logró procesar y validar las ecuaciones polinómicas de los valores deducidos y corregidos, que el software utiliza en sus procesos de cálculo, logrando un porcentaje de variabilidad menor al 1%. La automatización de los algoritmos y procesos de cálculo se realizó a través del lenguaje de programación orientado a objetos Visual Basic de Microsoft, haciendo uso de bases de datos, álgebra de Boole, métodos numéricos y reportes, permitiendo una mejor precisión y exactitud de los resultados. Seguidamente, se comparó y validó la eficacia del software mediante su aplicación en el proyecto vial urbano “Evaluación Superficial del Pavimento Flexible Aplicando el Método del PCI en un tramo de la Av. República de Polonia – Distrito de San Juan de Lurigancho” del cual los resultados emitidos por el software PAVDO en comparación de los teóricos tuvieron una correlación de Pearson de 0.9991 y 0.9970 y porcentajes de variabilidad del 99.8% y 99.5% correspondientemente, logrando una variación menor al 1%. Además, mediante la prueba de hipótesis nula se dio conformidad de existencia de evidencia estadística suficiente para concluir que los coeficientes de correlación son aceptables. Finalmente, se evaluó los resultados emitidos por el software, como los cimientos hacia la implementación de un sistema de gestión de pavimentos urbanos, por su facilidad de almacenamiento, análisis y manejo informático. Todo esto, en conjunto a un entorno amigable de plataformas de ayuda y guía que hacen del software una herramienta útil y confiable para su uso en el campo profesional y educativo.
Comparación del desempeño estructural de una edificación aporticada de concreto armado considerando la interacción tabique – estructura
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Rubin De Celis Vargas, Roberto Manuel; Yato Villena, Jorge Arturo; Simbort Zeballos, Enrique Gerardo
La presente investigación tiene como objetivo principal identificar el impacto de la interacción tabique - estructura en el desempeño sísmico de una edificación de oficinas compuesta por pórticos de concreto armado, a través del análisis estático no lineal. Para lograr este propósito, se realizó una investigación preliminar, la cual se centró en explorar la información existente de la edificación, realizar una inspección visual in-situ, además de ensayos destructivos en el concreto. Seguidamente, se procedió a desarrollar la etapa de investigación detallada, la cual consistió en analizar la información recopilada durante la investigación preliminar, identificar la incidencia que presentan las secciones de concreto armado en la ductilidad y comportamiento estructural de la edificación. Posteriormente, se realizó el modelo analítico de la edificación, tomando en cuenta su configuración estructural por defecto, en la cual se establecieron las características mecánicas obtenidas a través del ensayo destructivo, seguidamente se sometió a la edificación a un análisis modal espectral con el fin de obtener sus características modales y derivas de entrepiso. Consecutivamente, se sometió a la edificación a un análisis estático no lineal (Pushover), a fin de obtener la curva de capacidad, demanda sísmica y nivel de desempeño de la estructura. Por otro lado, en base a los resultados obtenidos de la inspección visual in – situ, se modeló la edificación considerando la interacción tabique – estructura, la cual se sometió a un análisis modal espectral para, de la misma manera que el caso anterior, obtener las características modales de la edificación y derivas de entrepiso. Y de forma similar, se sometió a la edificación a un análisis estático no lineal (Pushover) para identificar el impacto de los tabiques de albañilería en la estructura. Finalmente, la interacción tabique – estructura ha provocado que el desempeño sísmico de la edificación incremente, alcanzando una mayor resistencia al cortante basal e incrementando el desplazamiento último. Sin embargo, esta mejora en el desempeño sísmico de la edificación, se ve limitada a una demanda sísmica de servicio, cuyo periodo de retorno es de 75 años. Mientras que, para demandas sísmicas de diseño (475 años) y máxima creíble (1000 años), la estructura se encuentra en la condición de colapso y no se garantiza la estabilidad estructural.
Evaluación de la implementación de BIM 4D Y LPS mediante Lean Change Management en el proyecto “mejoramiento y ampliación del servicio del IESTP Luis Felipe de las Casas Grieve, Marcona, Ica”
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Pastor Zegarra, Ismael Alejandro; Marquina Cornejo, María Alejandra
El trabajo de investigación lleva por título: “Evaluación de la implementación de BIM 4D y LPS mediante LEAN CHANGE MANAGEMENT en el proyecto “Mejoramiento y ampliación del servicio del IESTP Luis Felipe de las Casas Grieve, Marcona, Ica”. Y tuvo como objetivo el generar iniciativa en el rubro a innovar herramientas nuevas que están años en la industria y aún no se aplican en su totalidad, evaluando y comentando como fue la experiencia de aplicar algunas herramientas a un proyecto como el que se describe en el presente trabajo y así establecer un antecedente para nuevas implementaciones futuras. La investigación parte de una necesidad de lograr establecer e integrar un sistema de gestión al proyecto descrito en el presente trabajo, aplicando herramientas BIM 4D y LPS, esto debido a la gran falta de coordinación y organización en los primeros meses de ejecución, generaron el mal control de metrados y costos en movimiento de tierras y una mala comunicación con supervisión, errores en los niveles de terreno, mal control de material para relleno, lo cual generó incumplimientos en todo lo planteado inicialmente, por ello se planteó probar un ciclo de implementación rápida mientras se seguía ejecutando y se midió las mejoras obtenidas según el cumplimiento de las nuevas programaciones y evaluación herramientas BIM para detección anticipada de interferencias. Lean Change Management ofrece un ciclo de implementación rápida, el cual sirvió de guía para el presente trabajo. De igual manera se midió la comodidad del equipo involucrado en dicho cambio. Para el presente trabajo se estudió un proyecto de edificaciones tipo aporticado y se diseñó una estrategia para la integración de las herramientas BIM 4D y LPS adaptada para sus necesidades particulares, Teniendo esto en cuenta, los resultados obtenidos en cuanto a los objetivos planteados en la implementación no llegaron a las metas propuestas pero sí se obtuvo las mejoras esperadas en el proyecto, pues en cuanto a la medición de PPC se llegó a un promedio final de 75% del cumplimiento, siendo la meta planteada de 85%. Para el KPI de Detección de incompatibilidades se planteó una meta del 100% y se alcanzó un 67%. Aun así, el propósito de la investigación es evaluar la implementación de las herramientas al proyecto de estudio, por ese lado la implementación fue un éxito y logró integrar el sistema de gestión planteado al proyecto y los resultados tuvieron un impacto positivo. En el tema de costos no fue parte del alcance por lo que no se llevó un control como era necesario. Por último, se estimó el costo de la implementación siendo este de S/. 13,500.00. Costo que resultó ser más económico que las horas no productivas de una semana de trabajo con una cuadrilla de 60 personas.
Evaluación de las propiedades fotocatalíticas de adoquines para obras de infraestructura vial adicionado con TiO2 (dióxido de titanio) en la ciudad de Arequipa 2021
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Najar Oblitas, Sofia Nicolt; Huamán Mamani, Fredy Alberto
Arequipa se enfrenta a un problema silencioso de contaminación del aire debido en gran medida a las emisiones vehiculares, especialmente en las zonas urbanas en crecimiento. Esta tesis investigó el efecto fotocatalítico del dióxido de titanio (TiO2) aplicada en la mezcla de concreto de adoquines tipo II de tránsito vehicular ligero para aplicarlos en pavimentos articulados con el objetivo de eliminar en gran porcentaje los contaminantes en el aire como NO2 (dióxido de nitrógeno), NO (monóxido de nitrógeno ) entre otros, de manera que el pavimento articulado pueda realizar este proceso en presencia de los rayos UV ultravioleta para la activación del fotocatalizador y dar como resultado la eliminación de contaminantes del aire. Esta investigación tuvo como objetivo determinar el porcentaje más adecuado de dióxido de titanio respecto al peso de cemento HE Yura añadida a la mezcla convencional de concreto de dosificación 1:3 (cemento: arena) y relación a/c de 0.4, que permita mantener o mejorar las propiedades físico-mecánicas y propiedad autolimpiante aplicado en la fabricación de adoquines tipo II de resistencia 420 kgf/cm2 , se realizaron adoquines a escala real de dimensiones 200x100x60 mm, para obtener 4 tratamientos de porcentaje de TiO2 (dióxido de titanio) con respecto al peso de cemento, estas son 0, 3, 7 y 12 % . Al término de los estudios correspondientes se concluyó que el tratamiento óptimo es de 7% de TiO2, por mostrar un equilibrio entre las dos variables evaluadas (a) resistencia a la compresión a la edad de 3,7 y 28 días. (b) capacidad fotocatalítica con Rodamina B. Así también se concluyó que a mayor cantidad del fotocatalizador TiO2 (dióxido de titanio) no es directamente proporcional con la capacidad fotocatalítica como es el caso del tratamiento de 12% de TiO2 que no tuvo el rendimiento esperado en comparación con los tratamientos de 3 y 7% ni tampoco se obtuvo la resistencia mínima requerida de 420 kg/cm2.
Estudio comparativo del comportamiento estructural, económico y a nivel de tiempo para sistemas de entrepiso actualmente en uso para oficinas
(Universidad Católica San Pablo, 2019) Quiroz Bejarano, Camila Angelica; Marquina Cornejo, María Alejandra
En edificaciones, los sistemas de entrepiso más utilizados actualmente son las losas aligeradas construidas en obra; sin embargo, esta alternativa puede ser reemplazada por otros sistemas que ofrecen un ahorro de tiempo y costo. Por este motivo se ha planteado, en este trabajo, el análisis del desempeño estructural, tiempo y costos para diferentes sistemas de entrepiso prefabricados en edificaciones adecuadas para oficinas; como resultado se recomienda el uso de un sistema de entrepiso compuesto de prelosas para edificaciones adecuadas para oficinas; porque su extensa capacidad estructural brinda espacios más amplios, los cuales en este tipo de edificaciones representa una necesidad; de acuerdo al tiempo de ejecución necesario para elaborar este sistema, cuya programación tiene menos probabilidad de experimentar variaciones, además de ser un sistema ideal para una planificación tipo tren de trabajo y por último en cuanto al costo, es verdad que de entre todos los sistemas prefabricados seleccionados para este análisis resulta ser el más caro. Sin embargo, otra alternativa igualmente eficiente, es utilizar el sistema compuesto de viguetas prefabricadas, el cual en caso de contar con menor presupuesto es una opción recomendada ya que tiene un costo menor al anterior sistema de entrepiso.
Metodología de diseño y obtención del módulo de elasticidad de concretos de alta resistencia elaborados con agregados producto de trituración por impacto para ser empleado en grandes estructuras
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Morales Paredes, Luis Enrique; Pinto Rodríguez, Galvarino
En la primera parte del trabajo de investigación se elaboraron mezclas de concreto para altas resistencias de 500, 600 y 700 kgf/cm2 con dos tipos de agregados diferentes, primero con agregados producto de trituración por impacto y finalmente con agregados convencionales provenientes de la cantera “La Poderosa”. El método de diseño de mezclas empleado por la investigación se basa en el ACI 211.4R y en los métodos de combinación de agregados de Shilstone y de la curva “Tarántula”, así pues con la metodología propuesta se logró obtener un concreto con: mayor resistencia, mejor acomodo de las partículas de agregado, aumento en la trabajabilidad y mejora en la consistencia. Con el concreto elaborado con agregados producto de trituración por impacto se obtuvo una mayor resistencia con una menor cantidad de cemento, lo cual se debe a la excelente forma y textura del agregado que se produce mediante la reducción de tamaño roca contra roca a una alta velocidad, posibilitando de esta manera, una mejor adherencia entre la pasta de cemento y el agregado; y disminuyendo la porosidad en la zona de interfaz cemento-agregado. Luego se procedió a calibrar la metodología de diseño propuesta pues en ninguno de los ensayos realizados se alcanzó la resistencia proyectada. En función de los resultados de los primeros diseños se obtuvo experimentalmente una nueva relación a/c para el concreto de alta resistencia elaborado con agregados producto de trituración por impacto, seguidamente se realizaron nuevos diseños de mezcla empleando la metodología de diseño calibrada y los resultados fueron los esperados puesto que se logró alcanzar correctamente la resistencia de diseño. Finalmente, se llevaron a cabo estudios experimentales al concreto de alta resistencia elaborado con agregado producto de trituración por impacto para estimar analíticamente el módulo de elasticidad que es un parámetro que define la curva esfuerzo-deformación del concreto sin confinar. La expresión matemática propuesta por la investigación se basa en la forma de la ecuación de la norma ACI 318, y se corroboró que puede modelar correctamente el comportamiento de los datos obtenidos experimentalmente.

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