Ingeniero Civil / Se ha demostrado la factibilidad de producir pellet, partículas aglomeradas a partir de subproductos, tales como la escoria de alto horno y la ceniza volante, que actúan como fuentes de aluminosilicatos que se activan por medio de una solución alcalina, formada por silicato de sodio e hidróxido de sodio, mediante el uso del disco peletizador. Los pellets obtenidos en la presente investigación poseen un densidad real en estado saturado con superficie seca (dr sss) igual a 1892 kg/m3 y una densidad aparente suelta igual a 1019 kg/m3, junto con poseer un excelente comportamiento bajos las solicitaciones normales de compresión, desgaste y desintegración por sulfato. Asimismo se ha verificado su adecuada afinidad con el cemento hidráulico, presentando una reactividad potencial álcali-sílice muy por debajo del límite inferior estipulado por norma. El objetivo del estudio ha sido poner a prueba una metodología para generar árido liviano a partir de desechos de otras industrias que pueda reemplazar a la fracción de árido grueso en la dosificación de hormigones especiales, con la finalidad de introducir mejoras a los procesos constructivos, que redunden en la obtención de hormigones sustentables, ya que de esta manera se controlan los desechos contaminantes para el medio ambiente mediante su transformación (inertización), disminuyendo los problemas asociados con su manejo y su disposición, así como la posible contaminación del aire, o a nivel de subsuelo en aguas subterráneas debido a la eventual lixiviación de contaminantes pesados. Por otra parte se reduce la explotación de recurso natural que actualmente proviene de distintos depósitos, ya sea de lechos de ríos, canteras o pozos. También el uso de este árido liviano de síntesis geopolimérica en la dosificación de hormigón, permite disminuir las cargas propias, traduciéndose en diseños estructurales más eficientes. El estudio experimental contempló el estudio de distintas formulaciones, variando las proporciones de escoria de alto horno, ceniza volante y distintas composiciones de la solución alcalina activadora (NaOH y Na2SiO3), con el fin de obtener el pellet que cumpla con una densidad real (dr sss) menor a 2000 kg/m3 y que posea un buen comportamiento mecánico. A partir de la composición óptima se obtuvo el árido suficiente para la fabricación de hormigones de prueba. Finalmente para comparar el comportamiento relativo de este árido liviano, se realizaron hormigones de prueba variando la fracción gruesa: pellet experimental geopolimérico, árido de arcilla expandida y árido natural del río Maipo. Concluyendo con estas series de pruebas que el pellet geopolimérico en estudio, siendo la fracción gruesa capaz de formar un hormigón de densidad promedio igual a 1830 kg/m3, con un comportamiento mecánico superior al de la arcilla expandida en un 40 %, e inferior al árido natural en un 30 %.

Ingeniero Civil / El ataque interno en el hormigón debido a la acción de sulfatos presentes en su matriz, genera reacciones químicas expansivas que pueden originar micro fisuras y una degradación progresiva del material. Los sulfatos pueden provenir de diversas fuentes, en particular pueden provenir de los materiales con los que se confecciona el hormigón. En ese ámbito, los áridos pueden ser una fuente importante de incorporación de este tipo de sales, sobre todo en zonas, como el litoral costero del norte de Chile, en las cuales por sus características climáticas es recurrente encontrar áridos con altos contenidos de sulfatos, mayores a los que la norma NCh163 Of.2013 acepta. La normativa actual principalmente limita el contenido de sulfatos al interior del hormigón, ya sea con requisitos a los materiales constituyentes y/o al contenido total de sulfatos con que resulta el hormigón. En este contexto es recurrente la discusión sobre la factibilidad de uso de áridos con contenidos de sulfatos por sobre los límites normativos, considerando el desempeño del hormigón y el potencial real de daño que puede ocasionar la reacción de los sulfatos con respecto, principalmente, al grado de resistencia del hormigón y los materiales, en particular los cementos, que se utilizan en el país. En este trabajo se estudian hormigones con resistencias a compresión, a los 28 días en cubos de 20 cm, que van desde los 15 MPa a los 82 MPa, mientras que los contenidos de sulfatos (SO4-2), en los áridos, abarcan desde el 0,30% al 1,44%. La evaluación del desempeño de cada hormigón se realizó midiendo la expansión de probetas en el tiempo, hasta los 180 días, lo cual representa un indicativo del grado de fisuración interior por efecto de las reacciones químicas expansivas de los sulfatos. Los hormigones estudiados fueron confeccionados con materiales disponibles comercialmente en el país. En particular, se utilizó un cemento portland puzolánico de origen nacional y áridos provenientes del río Maipo. Además, la incorporación del sulfato se realizó artificialmente, a través de la incorporación de yeso, en cantidades controladas, en la matriz del hormigón. A partir de los resultados obtenidos, se concluye que la forma en que la NCh 170 Of.2016 limita el contenido interno de sulfatos en el hormigón, sí representa el comportamiento real de los hormigones ante el ataque interno por sulfatos, es más, el límite podría relajarse de 2,0% a 2,6%. De igual manera, se observa que el expresar el contenido interno total de sulfatos (expresado como SO4-2, referidos al peso del cemento y considerando el aporte de todos los materiales constituyentes), también representa el comportamiento real de los hormigones atacados internamente por sulfato, donde el límite de contenido interno total de sulfatos podría ser fijado en 6,5% para los distintos hormigones estudiados.

El fin este documento es presentar el concreto reforzado con fibras como alternativa de solución para mejorar el comportamiento del concreto; ya que sus diversas aplicaciones hacen que sea uno de los productos más solicitados por las ventajas que aportan al concreto. Las principales mejoras que proporciona la adición de fibras al concreto son la disminución de fisuras en la contracción plástica como endurecida y la resistencia a tracción aumenta de manera considerable. La necesidad de ahorrar costos, aumentar la calidad y optimizar los materiales hace que se realicen investigaciones sobre distintos aditivos que se le añaden al concreto como acelerantes de fragua, incorporadores de aire, reductores de agua, superplastificantes, impermeabilizantes, entre otros; como también el tipo de refuerzo que complementa al concreto como varillas de acero, mallas electrosoldadas, fibras de acero, entre otros. El uso del concreto fibroreforzado se viene dando cada vez más en nuestro país, se utiliza desde los pavimentos rígidos hasta el reforzamiento de estabilidad en túneles, haciéndolo uno de los materiales con mayor demanda en los diferentes campos de la ingeniería. Este documento se enfocará en realizar comparación entre pavimentos de concreto simple, pavimentos de concreto reforzado con mallas de acero y el pavimento de concreto reforzado con fibras de acero, comparando la metodología de diseño, los esfuerzos teóricos, su procedimiento constructivo y los precios unitarios en cada una de las situaciones. Para finalizar se realizará un ejemplo utilizando un proyecto real, en el cual se verificará que el concreto reforzado con fibras de acero es la mejor opción. / Tesis

Los agregados morrénicos de la cantera de Sapallanga, río Chaclas, han sido evaluados geotécnicamente mediante ensayos de laboratorio obteniéndose sus propiedades físicas, así como también se han realizado otros ensayos de calidad del agregado y el diseño de mezcla por resistencia y por durabilidad. La evaluación visual de campo que se ha realizado permitió dividir el muestreo de los agregados morrénicos en tres grupos de baja intemperización, de media intemperización y de alta intemperización. Habiéndose obtenido los resultados de los ensayos de laboratorio de los agregados morrénicos se puede apreciar que superan el 100% de la resistencia de diseño a los 28 días. Los resultados de los ensayos de calidad de los agregados son coherentes con la división realizada de baja intemperización, media intemperización y alta intemperización. Asimismo, se puede verificar que los agregados morrénicos de la cantera de Sapallanga, río Chaclas cumplen con los requisitos de calidad de los agregados según la Norma Técnica Peruana 400.037. / Tesis

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Genera alternativas ecológicas biodegradables que puedan ser utilizadas como sustituto al uso del poliestireno expandido en cultivos hidropónicos del sistema raíz flotante en la ciudad de Quito, Ecuador. Se desarrolla un trabajo secuencial, de tipo exploratorio en dónde se evalúan alternativas de materiales de soporte desde la producción de materiales en base a micelio de hongo en diferentes sustratos, hasta la elaboración de aglomerados con fibras vegetales y recubrimientos con ceras orgánicas. También evalúa un material orgánico que sustituya el uso de aglutinantes artificiales como la urea-foraldehido que es el más utilizado en la industria, el mismo que se logra con el uso de arrocillo de la variedad INIAP15. Las evaluaciones realizadas consisten en la medición de las características mecánicas de las propuestas: dureza, resistencia a la flexión con carga transversal, resistencia a la compresión; y, además se evalúa la contaminación del material en campo durante el ciclo de cultivo de la lechuga: contaminación por mesófilos aerobios, mohos y levaduras, y E. coli//coliformes. Luego de realizar las pruebas de los materiales en campo se concluye que el mejor material es el elaborado a base de fibra del fruto de palma aceitera, aglutinado con arrocillo INIAP15 en proporción 60% - 40% respectivamente y con cobertura de cera carnauba. / Tesis

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La preocupación por el desarrollo de materiales más amigables con el Medio Ambiente en el ámbito de la construcción ha impulsado una toma de conciencia en todos los niveles. La idea de reciclar el hormigón desechado, usándolo como árido para nuevo hormigón, forma parte de este proceso de gestión sustentable al que el mundo está apuntando. A la fecha, se han realizado varios estudios sobre este material, sobre todo en Estados Unidos y Europa. De esta forma, investigar las características y potenciales beneficios del hormigón con árido reciclado en Chile parece la continuación lógica de esta puesta en marcha. El objetivo del presente Trabajo de Título es constatar y analizar la influencia de la modificación del proceso de fabricación de hormigones con árido reciclado, cuantificando el aporte del uso de árido reciclado en términos de costo, tiempo, y sustentabilidad. Para esto, se elaboraron hormigones con 0%, 30%, y 50% de árido reciclado grueso mediante dos métodos de mezclado. El primer método corresponde al mezclado convencional en una etapa, en el cual el orden de adición de los componentes es árido, cemento, porción del agua y finalmente el resto de ellos. El segundo método corresponde a un mezclado en dos etapas, en las cuales primero se mezclan el cemento y el árido reciclado con la mitad del agua necesaria, y luego se añade el árido virgen y el resto del agua. El diseño de las mezclas contempló el ajuste del contenido de agua para lograr un cono de 6-8 cm y una razón A/C de 0.58 aproximadamente. Comparando las resistencias a compresión a 4, 7 y 28 días, se concluye lo siguiente: como se esperaba, mientras más alto el contenido de árido reciclado, más baja la resistencia a compresión; por otro lado, el método de mezclado en etapas no mejoró la resistencia a compresión de los hormigones con árido reciclado (ocurrió lo contrario). Sin embargo, se lograron valores de resistencia a compresión altos y suficientes para usar este material como hormigón estructural. En cuanto a impermeabilidad, se concluye que, al mezclar en etapas los hormigones reciclados, se mejoró su capacidad a no absorber el agua en el caso del hormigón con 50% de árido reciclado; sin embargo, en los otros casos, el resultado no fue tan concluyente como en este. Por lo tanto, la modificación del método de mezclado no resultó eficiente al mejoramiento de las propiedades del hormigón, pero eso no excluye el uso, incluso estructural, del hormigón reciclado como árido.

Los agregados morrénicos de la cantera de Sapallanga, río Chaclas, han sido evaluados geotécnicamente mediante ensayos de laboratorio obteniéndose sus propiedades físicas, así como también se han realizado otros ensayos de calidad del agregado y el diseño de mezcla por resistencia y por durabilidad. La evaluación visual de campo que se ha realizado permitió dividir el muestreo de los agregados morrénicos en tres grupos de baja intemperización, de media intemperización y de alta intemperización. Habiéndose obtenido los resultados de los ensayos de laboratorio de los agregados morrénicos se puede apreciar que superan el 100% de la resistencia de diseño a los 28 días. Los resultados de los ensayos de calidad de los agregados son coherentes con la división realizada de baja intemperización, media intemperización y alta intemperización. Asimismo, se puede verificar que los agregados morrénicos de la cantera de Sapallanga, río Chaclas cumplen con los requisitos de calidad de los agregados según la Norma Técnica Peruana 400.037. / Tesis

El continuo aumento de la actividad económica tiene por consecuencia una creciente presión sobre los recursos naturales. La cuenca del río Maipo, cercana a la ciudad de Santiago, evidencia ya las consecuencias y conflictos ambientales típicos de tal situación. La actividad en el sector de infraestructura requiere del desarrollo de una industria del árido estable y de precios moderados. Las características de drenaje del río Maipo generan depósitos de áridos cercanos a la ciudad, los cuales han sido explotados durante décadas. La magnitud de las extracciones es tal que se han declarado conflictos entre diferentes usuarios del río Maipo. El objetivo principal de este trabajo se alinea con el de una gestión integrada de cuencas moderna, considerando, de esta manera, el río como una unidad de gestión. Como primer paso en este desafío se formula y resuelve un problema de optimización que apunta a determinar el esquema de extracciones óptimo de un sistema hipotético, inspirado en el sistema Maipo. La resolución del problema planteado se consigue con el acoplamiento de un modelo de transporte de sedimentos y evolución morfológica y algoritmos genéticos. Se ha realizado un reconocimiento, utilizando imágenes satelitales gratuitas, de las diferentes zonas productivas del río Maipo e infraestructura, definiendo en total 7 zonas de acuerdo con criterio de distanciamiento mínimo. De esa manera se ha desarrollado un modelo de simulación que comparte una geometría aproximada a la del sistema real, y un modelo de gestión que conserva la disposición de la infraestrutura y la ubicación de las zonas productivas del sistema Maipo real. La formulación matemática del problema de optimización plantea la maximización de la productividad de áridos del sistema, siendo ésta restringida mediante la imposición de un descenso máximo admisible de las cotas de fondo en cualquier punto del modelo. La función objetivo (productividad total) es lineal respecto de las variables de decisión (tasas de extracción), no así las variables de estado del problema (descensos de las cotas de fondo). Se ha incluido el monitoreo de los efectos producidos sobre infraestructura contabilizando el tiempo que pasan sometidos a un descenso mayor a un umbral predefinido. Para la utilización de algoritmos genéticos ha sido necesaria la implementación de una técnica que permita simular escenarios arbitrarios de extracción. Además, dentro del algoritmo genético se ha implementado la ampliación de la ventana de búsqueda de acuerdo a la evolución observada de la función objetivo, activándose ésta en 5 oportunidades. Se ha obtenido un esquema de extracciones que activa, en la zona más baja, la restricción de descenso máximo admisible, consiguiendo una productividad que se asocia a la degradación del lecho. Las altas tasas de las primeras zonas de extracción se asocian a un fuerte cambio de pendiente del sistema, en tanto las contracciones y ensanchamientos producen también zonas de depositación. Se recomienda, para aumentar la representatividad, incluir la variabilidad longitudinal de los caudales, además de estudiar la reducción del costo computacional priorizando los eventos de arrastre de sedimentos.