Departamento de Arquitectura e Ingenierías de la Construcción

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https://hdl.handle.net/20.500.12590/17978

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Análisis comparativo de la evaluación de seguridad vial mediante la técnica sueca de conflictos de tráfico y la integración de VISSIM – SSAM en la intersección de av. Jesús con la av. Colonial - Paucarpata – Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Sandoval Salas, Bernnie Dan; Miranda Palma, Pamela Del Rosario; Mullisaca Atamari, Denis Herzen
El estudio realizado analizó la seguridad vial en la intersección de las avenidas Jesús y Colonial en el distrito de Paucarpata, Arequipa, una zona identificada con altos índices de conflictos viales que afectan la seguridad y fluidez del tránsito. La problemática principal radica en la falta de evaluaciones preventivas eficaces que permitan reducir el riesgo de accidentes en intersecciones de alta afluencia. La investigación tuvo el propósito de comparar dos enfoques metodológicos para la evaluación de seguridad vial: la Técnica Sueca de Conflictos de Tráfico (TSCT) y el Modelo Sustitutivo de Evaluación de Seguridad (SSAM), este último integrado con el software de simulación VISSIM, tenido como objetivo identificar cuál de estas herramientas proporciona una mayor precisión en la identificación de conflictos y permite sugerir medidas de mitigación para incrementar la seguridad vial. El alcance de la tesis fue explicativo, su diseño cuasi experimental y caracterizándose por tener un enfoque mixto. Así mismo, para la recolección de datos se empleó la técnica de observación, cuyos instrumentos fueron la observación presente y documental, mientras que la microsimulación permitió replicar el escenario vial en VISSIM, seguido de un análisis de seguridad con SSAM. Esto, permitió evaluar la severidad y frecuencia de conflictos y medir la efectividad de las técnicas aplicadas. La TSCT fue utilizada para observar conflictos en tiempo real, permitiendo la identificación manual y categorización de situaciones de riesgo basada en la frecuencia y gravedad de los incidentes detectados en campo. En contraste, el modelo SSAM, integrado con VISSIM, facilitó la simulación y evaluación de eventos de conflicto mediante la detección y clasificación de situaciones de riesgo, eliminando la dependencia en la intervención directa de observadores. El análisis mostró que la integración de VISSIM y SSAM resultó ser fiable con un 94% de correspondencia con los datos reales, presentando una diferencia mínima del 6% en la cantidad de conflictos simulados respecto a los observados. La investigación concluyó que, los resultados respaldaron la efectividad de la simulación virtual, que demostró ser una herramienta útil para replicar las condiciones de tráfico y realizar análisis de conflictos más exactos y menos subjetivos. Además, se sugirieron mejoras en la intersección, tales como la instalación de tachones reflectantes, lo cual, según la simulación, reduciría los conflictos en un 15.63%, proporcionando así una guía para futuras intervenciones en seguridad vial.
Análisis comparativo de las propiedades físico-mecánicas de las maderas comerciales “eucalipto” y “tornillo” sin y con tratamiento por inmersión y vacío-presión con aceite quemado automotriz y octoborato de sodio para su posible aplicación en viviendas de adobe
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Condori Guzman, Paola Eliana; Huaman Mamani, Fredy Alberto
La presente investigación tiene por objetivo realizar un análisis comparativo de las propiedades físicas y mecánicas de las maderas comerciales “Eucalipto” y “Tornillo” con y sin tratamiento, para su posible aplicación en viviendas de adobe. Como primer paso se efectuaron 2 tipos de tratamiento en la madera: el de inmersión prolongada y el proceso Bethell o vacío-presión. En ambos casos se emplearon 2 preservantes, el primero fue aceite quemado automotriz y el segundo octoborato de sodio a una concentración volumétrica del 3%. Una vez culminados los tratamientos, se procedió a evaluar sus propiedades físicas como la densidad básica, y mecánicas, incluyendo la resistencia a la compresión paralela al grano y la resistencia a la flexión estática. Para llevar a cabo estas evaluaciones se contó con 240 muestras divididas en grupos de 10 para cada tratamiento y ensayo. Se encontró que el tratamiento que generó un mayor impacto en las propiedades mecánicas fue el de inmersión prolongada por 48 horas con aceite quemado.
Análisis comparativo de los métodos PCI y bina marga en la optimización del mantenimiento del pavimento flexible de la Av. Emmel del distrito Yanahuara de la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Ramos Talavera, Nikita Miaa; Calderon Colca, Yaneth Veronica
La infraestructura vial está constantemente sometida a sobrecargas debido al intenso y repetido flujo de tráfico, que ocasiona el deterioro de la calidad del pavimento. Por tanto, es esencial evaluar la condición superficial del pavimento para proponer un mantenimiento oportuno que garantice que la vía sea funcional, segura, cómoda y sea de calidad para la sociedad. La presente investigación evalúa la condición superficial del pavimento flexible de la Av.Emmel, en el distrito de Yanahuara de la ciudad de Arequipa, mediante el análisis comparativo entre los métodos PCI y Bina Marga. Cabe resaltar que, de acuerdo a su enfoque, la investigación es de carácter cuantitativa y cualitativa, lo que permite clasificar los daños y el tipo de tráfico según el método analizado. Para el método PCI, se registraron 174 daños de los cuales los más recurrentes son: Piel de Cocodrilo (21.26%), fisuras longitudinales y transversales (19.54%), parches (16.67%), baches (14.94%) y peladura por intemperismo y desprendimiento de agregados (14.94%). Asimismo, los mismos daños son clasificados por el método Bina Marga de los cuales los de mayor recurrencia son: Fisuras (44.25%), parches y baches (31.61%) y textura de la superficie (14.94%). En definitiva, por el método PCI la condición del pavimento se clasifica como “Pobre” con un valor de 33.08, de tal manera indica que según estudios la vía requiere un Mantenimiento Periódico. En cuanto al Método Bina Marga se obtiene que el valor de orden de prioridad es 6.8 valor que también indica realizar un Mantenimiento Periódico. Por lo tanto, se elige una alternativa óptima de mantenimiento periódico que consta del fresado e incorporación del geosintético Tecdren como una alternativa innovadora con el fin de incrementar la resistencia de la estructura del pavimento y reducir costos. En consecuencia, se compara dos presupuestos, uno de mantenimiento convencional que incluye fresado, imprimación y carpeta asfáltica de 7.5cm con un costo de S/.544,998.21; y otro con la incorporación de Tecdren que incluye fresado, imprimación, instalación de Tecdren y carpeta asfáltica de 5cm con un costo de S/.505,071.20; por tanto el costo reduce 7.33%; asimismo la reducción del espesor se fundamenta en estudios previos que aplican geosintéticos en el mantenimiento o diseño de pavimentos flexibles.
Análisis comparativo de los software PTV Vissim e Infraworks mediante el modelado y optimización del flujo vehicular en el óvalo Mariscal Castilla
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Lima Chullo, Brayan Shilton; Machaca Bedregal, Miguel Angel; Rodriguez Guillen, Gerhard Paul
El presente proyecto plantea el análisis del flujo vehicular del óvalo Mariscal Castilla, cuyas características muestran tráfico congestionado; teniendo como objetivo principal realizar el análisis comparativo de los software PTV Vissim e InfraWorks mediante el modelado y optimización del flujo vehicular en el óvalo Mariscal Castilla. Los resultados de este proyecto presentarán un nuevo modelo microscópico; dicha simulación con los software PTV Vissim e InfraWorks permitirá proponer la alternativa más óptima sin modificar la geometría vial existente en el Óvalo Mariscal Castilla a través de la optimización del ciclo semafórico, reduciendo los niveles de congestión vehicular y permitiendo realizar el análisis comparativo de la eficiencia, flexibilidad y precisión (velocidad promedio, demora promedio y longitud de cola) de los software. El cual permitirá una sincronización correcta del ciclo semafórico que reducirá la saturación automotriz, optimizando el flujo de tráfico vehicular en el óvalo de estudio.
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 comparativo del desempeño sísmico y costo de una edificación de 8 niveles empleando disipadores de energía de Fluido Viscoso y Shear Link Bozzo, Arequipa 2023
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Cerpa Cano, Braulio Alejandro; Gomez Sotomayor, Ricardo Antonio; Rosas Espinoza, Jorge
El objetivo de este estudio fue realizar un análisis comparativo del desempeño sísmico y los costos asociados de una edificación de 8 niveles utilizando dos tipos de disipadores de energía: los de fluido viscoso y los Shear Link Bozzo. Es así que se llevó a cabo un análisis detallado de dos escenarios diferentes de diseño estructural para la edificación de 12 niveles (8 pisos, 3 sótanos y 1 azotea). En el primer escenario, se emplearon disipadores de fluido viscoso, mientras que en el segundo se utilizaron disipadores Shear Link Bozzo. Se realizaron simulaciones numéricas utilizando software de modelado estructural para evaluar el desempeño sísmico de cada escenario bajo diferentes condiciones de carga sísmica. Además, se realizó una comparación de costos que incluyó tanto el costo inicial de adquisición e instalación como los costos de mantenimiento a largo plazo. Los resultados del análisis indicaron que los disipadores de fluido viscoso demostraron ser más efectivos en la reducción de desplazamientos sísmicos tanto en la dirección X como en la Y, en comparación con los disipadores Shear Link Bozzo. Sin embargo, se observó una diferencia significativa en los costos asociados, siendo los disipadores de fluido viscoso más costosos tanto en términos de adquisición como de mantenimiento a largo plazo. Finalmente se concluyó que, si bien los disipadores de fluido viscoso ofrecen un mejor desempeño sísmico, los disipadores Shear Link Bozzo pueden ser una opción más económica en términos de costos totales de propiedad. Sin embargo, se recomienda realizar un análisis detallado de los requisitos específicos de cada proyecto antes de tomar una decisión final sobre el tipo de disipador a emplear. Además, se sugiere que futuras investigaciones consideren otros aspectos como la durabilidad y la facilidad de mantenimiento de cada tipo de disipador.
Análisis comparativo entre el método pseudoestático (bishop) y dinámico espectral (elemento finitos) para el diseño de anclajes postensados temporales en la estabilización de excavaciones profundas
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Kriete Alburqueque, Carlos Omar; Cardenas Curasi, Maria Fernanda; Pinto Rodriguez, Galvarino
La presente investigación desarrolla un análisis comparativo entre el “Método Pseudoestático” y “Método dinámico espectral” empleando software especializados en el diseño y análisis de excavaciones profundas. El análisis realizado tiene un enfoque en el diseño de los anclajes postensados temporales en muros especializados en estabilización de excavaciones profundas en la ciudad de Arequipa; para ello, considera variables de investigación dependientes e independientes. Los software que se abordaron fueron GGU Stability (en el Método Pseudoestático de Equilibrio Limite) y el software GEO5 (en el Método Dinámico Espectral de Elementos Finitos); sin embargo, previo al modelado mediante el Método dinámico espectral, se realiza una validación del mismo con el método matricial, del cual se obtiene una variación menor al 15%, lo que brinda coherencia en sus resultados. Los resultados que se obtuvieron en el diseño nos revelan que GEO5 presenta valores ligeramente menores a los obtenidos por GGU Stability, lo que sugiere que el método dinámico espectral puede ser preferible para obtener diseños más conservadores. Concluyendo, el software de Elementos Finitos presenta valores más cercanos y consistentes en los diseños de anclajes postensados temporales, esto debido a que considera un factor de aceleración más alto y distintas propiedades que no se consideran en el método pseudoestático.
Análisis de factibilidad técnica - económica para mejoramiento de suelo utilizando material de cantera y cemento portland como aditivo
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Gutierrez Costilla, Jose Andres; Figueroa Huanqui, Milena Erika; Marquina Cornejo, Maria Alejandra
La presente tesis tiene como objetivo analizar la factibilidad técnica y económica de mejorar tres tipos de suelos utilizados como fundación o subrasante de vías en la ciudad de Arequipa hasta conseguir una subrasante categorizada como “Muy buena” (CBR>20%), comparando dos métodos de mejoramiento, uno químico mediante la adición de cemento y uno físico mediante la mezcla o reemplazo del suelo con material de cantera, los resultados de dicha factibilidad se traducen en la obtención de una distancia óptima hasta la cual es más conveniente a nivel económico utilizar material de cantera para mejorar el CBR del suelo o en su defecto, utilizar cemento. Las muestras de estudio son: arcilla, arena limosa y arena dual, en tal orden presentan valores de CBR en estado natural de 1.2%, 8.80% y 7.4%; por lo que al agregarles 6 %, 0.4% y 2% de cemento respectivamente se obtienen CBR mejorados de valores 24.5%, 30% y 26% en ese orden.; con estos valores se realiza el análisis de costos final, el cual se enfoca en analizar cuanto cemento o cuanto material de cantera es necesario para mejorar 1 m2 de suelo y cuánto cuesta llevarlo a cabo económicamente, se asume que el material de cantera cumple con las exigencias dadas por la norma peruana. Los resultados obtenidos para los tres tipos de suelos indican que resulta más viable realizar el mejoramiento con cemento en lugar de reemplazarlo con material de cantera; a pesar que ambos funcionan a un nivel técnico, a un nivel económico el mejoramiento con cemento resulta ser la mejor opción.
Análisis de la influencia de adición de raíces de un cultivo perenne en la interacción suelo-raíz y en la estabilidad de un talud de la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Salas Valencia, Manuel Andree; Leon Mogrovejo, Daphne Rossana
No disponible
Análisis de la optimización en la aplicación de Last Planner System a partir de herramientas colaborativas con BIM 4D en el proyecto Luxury Towers en la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Gutierrez Perez, Kevin Kristhofer; Diaz Cruz, Ariana Leticia; Azcue Mollinedo, Oscar
La presente investigación examina cómo la integración de herramientas colaborativas de Building Information Modeling (BIM) 4D puede optimizar el sistema Last Planner (LPS) en el proyecto Luxury Towers en Arequipa. El objetivo principal fue determinar de qué manera la combinación de BIM 4D con el LPS puede mejorar tanto la planificación como la ejecución del proyecto. Para alcanzar este objetivo, se definieron varios propósitos específicos: identificar las principales Causas de No Cumplimiento (CNC) en el Last Planner System (LPS), desarrollar un modelo BIM del proyecto con un nivel de detalle LOD 350, optimizar la planificación mediante la integración. de LPS con BIM 4D, aplicar BIM 4D para mejorar la programación, simular el proceso constructivo para monitorear el avance en tiempo real y validar la propuesta utilizando el Método Delphi. Finalmente, se realizará una comparación del desempeño del LPS con y sin la implementación de BIM 4D, complementada por un análisis costo-beneficio. La metodología adoptada para este estudio es de carácter no experimental, ya que la recolección de datos iniciales se basó en información existente, recurriendo a un análisis descriptivo de los datos del proyecto. Además, tiene un enfoque transversal, al considerar la evolución del proyecto a lo largo del tiempo. La hipótesis planteada sugería que la incorporación de BIM 4D lograría la optimización del LPS en el proyecto Luxury Towers. Los resultados confirmaron esta hipótesis al demostrar que la integración de LPS con BIM 4D resultó en una optimización efectiva del proyecto. Esta combinación permitió una mejora notable en la identificación y resolución de CNC, disminuyendo las causas de retraso relacionadas con indefiniciones de diseño e interferencias en campo de un 75% a un 25%. El modelo BIM en LOD 350 fue fundamental para visualizar y resolver interferencias, y la implementación de BIM 4D elaboró una simulación temporal de las actividades permitiendo una planificación más precisa y una reducción en los retrasos. La simulación 4D en Navisworks facilitó una planificación y gestión más realista y eficiente del proyecto. La validación con el Método Delphi y la comparación entre LPS y LPS con BIM 4D confirmaron que el uso de BIM 4D contribuyó significativamente a la eficiencia del LPS, incrementando el porcentaje de partidas completadas (PPC) del 69% al 80%. Además, el análisis costo-beneficio reveló que los beneficios de BIM 4D superaron ampliamente los costos, subrayando su valor añadido en la optimización del proyecto. Concluyéndose también realizar la optimización con BIM desde la fase de diseño, fomentar su adopción entre los proyectistas, medir los indicadores de implementación y expandir el uso de BIM en proyectos públicos. También se sugiere realizar un análisis detallado de otras dimensiones del BIM y definir claramente el alcance del proyecto desde el inicio para minimizar cambios y sobrecostos. La implementación de contratos IPD se propone como una estrategia efectiva para integrar a todas las partes interesadas y mejorar la gestión del proyecto.
Análisis de la respuesta dinámica de sistemas de un 1gl para la determinación del coeficiente de reducción R
(Universidad Católica San Pablo, 2023) Puma Pacori, Madeleine Jeanet; Salas Chavez, Miguel Armando
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo realizar un análisis de la respuesta dinámica de sistemas de un grado de libertad con el fin de evaluar patrones de comportamiento del coeficiente de reducción R para la norma peruana. El factor de reducción constituye la transición de una estructura con un sistema elástico a uno inelástico, teniendo en consideración que el desplazamiento máximo del sistema inelástico sea igual al desplazamiento máximo del sistema elástico. Esta noción, conocida como “la regla de desplazamientos iguales” según Newmark, continúa siendo ampliamente aplicada en la actualidad para determinar el factor R. Bajo este contexto, es necesario realizar el cálculo de los espectros de desplazamiento elásticos e inelásticos para distintos sismos. Para ello se toma como muestra 150 sismos corregidos y se clasifican de acuerdo a su contenido frecuencial media, considerando la relación Amax/Vmax, de esta clasificación se obtiene 30 sismos con relación de A/V< A/V < 1.2 g/m/s que representa una frecuencia moderada con una distancia epicentral intermedia y 50 sismos con una relación de A/V >1.2 g/m/s que representa una alta frecuencia con una distancia epicentral cercana. Los espectros de desplazamientos elásticos se determinan considerando periodos desde 0.1, 0.2, hasta 2 segundos, una masa igual a 1, y amortiguamiento de 0.05. Los espectros inelásticos se determinan considerando el espectro inelástico de pseudoaceleración proporcionado en la norma E030 con la factores de reducción R igual a 1,2,4,6, y 8, factor de zona igual 0.35, factor de suelo igual a 1,15 y factor de uso igual a 1, usando esta información se calcula los desplazamientos máximos para distintos tipos de comportamiento histerético de la estructura, como el modelo de Takeda, con el objetivo representar el comportamiento de estructuras de concreto armado, el modelo bilineal con endurecimiento, que representa estructuras de acero y el elastoplástico ideal, como un modelo teórico de comparación. En base a los resultados se concluye que el factor de reducción en relación a la ductilidad depende del periodo de la estructura, comportamiento histerético, y contenido frecuencial del sismo. Teniendo en cuenta todos estos parámetros se formula una ecuación para el coeficiente de reducción R.
Análisis de la sustitución parcial de cal por cenizas de cáscara de huevo en las propiedades físico-mecánicas de un suelo areno arcilloso estabilizado con cal de la provincia de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Lopez Zuñiga, Camila Del Rosario; Leon Mogrovejo, Daphne Rossana
No disponible
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 de las causas y efectos de la autoconstrucción informal en la construcción de edificaciones de la ciudad de Arequipa en el año 2023
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Chacca Palaco, Brayean Manuel; Acero Condori, Roberto Carlos
La informalidad en todas sus variantes es uno de los principales problemas que enfrenta el Perú y América Latina general, pero cuando esta se presenta en la forma como se construyen las edificaciones, esta se convierte en un gran peligro para la sociedad. En el Perú, se estima que cerca del 69% de viviendas construidas en la ciudad Lima fueron construidas de manera informal y recientes estudios en Arequipa indican que 8 de cada 10 edificaciones construidas son producto de la autoconstrucción informal, ante esta situación, surge la necesidad de determinar cuáles son las principales causas y efectos que trae consigo la autoconstrucción informal de edificaciones en la ciudad de Arequipa. En ese sentido, la presente investigación comienza realizando un monitoreo bibliográfico para identificar los parámetros relacionados con la autoconstrucción, en una segunda etapa se diseña instrumentos de recolección de datos de campo, los mismo que son aplicados en el distrito de Cayma en el año 2023 a fin de identificar las causas y efectos de la autoconstrucción informal y relacionar estos hallazgos con los parámetros encontrados en la literatura. El análisis revelo 10 parámetros que influyen en el proceso de autoconstrucción, destacando entre ellos la situación legal, el diseño y la ejecución de las edificaciones, así como la calidad de los materiales utilizados. Evidenciando que, entre las causas más relevantes de esta situación, son la carencia de la licencia de construcción en el 66% de las edificaciones. Además, se tiene que, cerca del 50% de las construcciones fueron diseñadas por no profesionales. En cuanto a la ejecución de las obras, los resultados cambiaron; el 63% de las muestras fueron llevadas a cabo por un maestro de obra, albañil o propietario. En relación a los efectos más destacados, es importante mencionar que el 61% de las edificaciones no fueron notificadas por las autoridades correspondientes, lo que refleja una falta de seguimiento a las construcciones en el distrito. Respecto a la calidad de la construcción, se pudo evidenciar que la resistencia del concreto, promedio alcanzado fue de 113.41 kg/cm2, siendo inferior a la resistencia de diseño estipulada en 210 kg/cm2. Respecto al acero utilizado, se identificaron problemas en los dobleces y el recubrimiento en aproximadamente el 55% de las edificaciones evaluadas. En ese sentido, con los parámetros identificados y las causas y efectos que estos conllevan, se determinó que el 67.79% de las edificaciones ubicadas en el distrito de Cayma presentan un NIVEL DE AUTOCONSTRUCCIÓN DE PELIGRO MEDIO-ALTO.
Análisis de parámetros de diseño para la aplicación de los métodos de congelación artificial de suelos en espacios urbanos subterráneos como proyección en la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Valenzuela Vargas, Maria Alejandra; Leon Mogrovejo, Daphne Rossana
La presente investigación evalúa la técnica de congelación artificial de suelos, una herramienta ingenieril eficaz para estabilizar suelos saturados durante la construcción subterránea debido a la mayor rigidez, resistencia y menor permeabilidad que el suelo congelado ofrece. El estudio analiza las condiciones y parámetros para aplicar este método, identificando las propiedades del suelo y los métodos de congelación. Se llevó a cabo un análisis comparativo de los métodos de congelación por salmuera y nitrógeno líquido, revisando diversos proyectos en países como Italia, Alemania, Holanda, Polonia y Estados Unidos. Se examinaron las propiedades mecánicas, térmicas e hidráulicas del suelo congelado, teniendo en cuenta sus limitaciones en el proceso de congelación. La investigación evaluó la viabilidad para aplicar el método en suelos locales, con un enfoque específico en la carretera "Variante Uchumayo - Tramo II" en Arequipa, que enfrentó problemas de estabilidad de suelos debido a un alto nivel freático. Los resultados de los ensayos realizados en el estrato E-06 confirmaron la viabilidad del método de congelación artificial utilizando salmuera y nitrógeno líquido en suelos de arena limosa mal graduada. Se identificó un contenido de humedad del 23.14% y las velocidades de agua subterránea, que varían entre 0.02 y 0.51 m/día, resultan adecuadas para ambos métodos. Se evaluó el espaciamiento de las tuberías, encontrando que un espaciado de 0.8 m logró alcanzar -18°C, mientras que los espaciados de 1 m y 1.2 m lograron -22°C y -27°C, respectivamente, lo que evidencia la influencia del espaciamiento en la transferencia de temperatura. Además, el tiempo estimado para la congelación completa del muro de hielo es de 22 a 25 días, corroborando la aplicabilidad del proceso en el diseño de un túnel subterráneo en la Variante de Uchumayo, Arequipa. En este contexto, la salmuera se presenta como una opción técnica adecuada, mientras que el nitrógeno líquido podría ser considerado en condiciones más críticas. Considerando los resultados obtenidos, esta investigación fomenta nuevos estudios en el ámbito de la construcción subterránea, proporcionando un análisis detallado de los parámetros necesarios para viabilizar la construcción de futuros proyectos, dado que ofrece una solución efectiva para abordar problemas relacionados con la inestabilidad de suelos saturados y la creciente demanda de rutas de transporte.
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.
Análisis del tráfico vehicular mediante la metodología HCM para la propuesta de mejoramiento del nivel de servicio de las intersecciones semaforizadas de la av. Salaverry del cercado de la ciudad de Arequipa 2024
(Universidad Católica San Pablo, 2025) Alosilla Zuñiga, Manuel Alejandro; Rodriguez Guillen, Gerhard Paul
La presente investigación tuvo como objetivo principal: Analizar el tráfico vehicular mediante la Metodología HCM para la propuesta de mejoramiento del nivel de servicio de las intersecciones semaforizadas de la Av. Salaverry del cercado de la ciudad de Arequipa. Para lo cual se empleó una metodología de alcance descriptivo y diseño no experimental. La muestra estuvo constituida por tres intersecciones semaforizadas: Av. Salaverry con Calle Quiroz (I01), Av. Salaverry con Av. Tacna y Arica (I-02) y Av. Salaverry con Calle La Merced y Av. Parra (I-03), donde se determinaron el volumen de tráfico vial, los niveles de servicio según la metodología HCM y aplicando el software VISSIM, para finalmente proponer las medidas de mitigación. Los resultados fueron los siguientes: el volumen de tráfico más alto se registra el día lunes, en las tres intersecciones: I-02 (32,140 vehículos), I-03 (33,871 vehículos) e I-01 (21,682 vehículos). El turno de mayor flujo es el de la tarde, destacándose en la I-03 con 14,297 vehículos. La hora de máxima demanda vehicular (VHMD) varía según la intersección, pero la mayoría se da entre las 12 pm a 13 pm. En cuanto al nivel de servicio, utilizando la metodología HCM, las intersecciones I-01, I-02 e I-03 mostraron un nivel de servicio F, con demoras promedio de 91, 93.23 y 88.3 segundos respectivamente. Sin embargo, con el VISSIM la I-03 e I-02 mostraron niveles de servicio D, con demoras ponderadas de 50.22s y 37.3s. Por otro lado, la I-01 presentó un nivel de servicio C, con una demora de 27.99s. Tras implementar medidas de mitigación como carriles exclusivos para giros y optimización semafórica, las intersecciones I-02 e I-03 experimentaron mejoras significativas, alcanzando un nivel de servicio "C" con demoras reducidas a 27.31 segundos para la I-02 y 26 segundos para la I-03. La intersección I-01 mantuvo su nivel de servicio "C" con una ligera variación en la demora a 32.3 segundos. Por lo que se concluye que estas mejoras demuestran la eficacia de las medidas de mitigación, ya que se logró una reducción significativa en las demoras y con ello se optimizó la fluidez del tráfico de las intersecciones de la mencionada avenida.
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 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 y comparación de la respuesta sísmica/estructural de un centro clínico ubicado en Arequipa-Perú utilizando dos diferentes configuraciones de disipadores de fluido viscoso
(Universidad Católica San Pablo, 2024) Sotillo Cahuapaza, Maria Laura; Davila Vilca, Cesar Antonio; Rosas Espinoza, Jorge
El trabajo presentado está basado en una comparación aplicada a un Centro Clínico de dos bloques separados por junta sísmica de 3 y 12 niveles respectivamente, ambos con una estructuración propuesta basada en un sistema de Muros de Concreto armado, a los cuales se les incorpora un sistema de disipación de fluido viscoso, se estudiaron dos tipos de Disposiciones de disipador, siendo estas Brazo Simple o Diagonal y Chevron (Doble diagonal), usando 4 disipadores por piso en el Bloque 1 y 3 disipadores por piso para Bloque 2, se empleó el mismo perfil para brazo extensor en todos los disipadores HSS 7.5x0.50 Se realizo un análisis estático, análisis modal, espectral (estos últimos con fines comparativos), para obtener las respuestas sísmicas del sistema sin disipadores también se analizó la estructura por medio de un análisis tiempo historia, seleccionando el sismo de Moquegua 2001 como sismo de diseño, con R=1 (sismo severo), obteniendo para ambos bloques una deriva de 1.3%, por lo que, no cumple con lo que indica la norma peruana. Con el mismo registro se analiza las estructuras con disipadores, iniciando con la deriva objetivo, que fue basada en la norma peruana, 0.007, usada para calcular el amortiguamiento efectivo; seguidamente para la elección del exponente de amortiguamiento se itero y se obtuvo comparaciones con disipadores lineales, α=1 y no lineales (α=0.75, α=5 y α=0.87) hallando parámetros como la constante de amortiguamiento con ayuda de las fórmulas desarrolladas en el presente trabajo y por otro lado la rigidez conector metálico con las propiedades del perfil seleccionado y del tipo de disipador. Se compara las respuestas sísmicas/ estructurales de ambas configuraciones en términos de desplazamientos, distorsiones, aceleraciones en los pisos, disipación de energía, comportamiento histerético y esfuerzos en los elementos adyacentes a los dispositivos con el objetivo de evaluar cada disipador bajo las respuestas de los parámetros mencionados; con un α=0. 87 y α=0.5, se obtuvo desplazamientos y derivas muchos menores reduciendo hasta en un rango de (1.5% - 8%) más que el sistema con disipador Diagonal para cada bloque respectivamente, asimismo, la fuerza cortante se reduce hasta un 3.5% en la dirección analizada, y se tuvo una variación de 4% más en cuanto al porcentaje de disipación, obteniendo una respuesta más optima con la Configuración Chevron.