Ingeniero Civil / Hoy en día es habitual el uso de barras o mallas de acero estructural para todo tipo de construcciones o reforzamientos en el área de la minería. El problema asociado a este tipo de barras o mallas, es que cuando estas estructuras son demolidas, reparadas o se incluyen en el proceso de explotación, finalizan en las máquinas chancadoras. Fracción del acero se extrae con imanes, pero el restante deteriora las chancadoras y estas máquinas conforman un activo primordial para el proceso minero. Para evitar el deterioro de las máquinas chancadoras, se plantea usar barras de fibra de vidrio reforzado en lugar de las barras de acero convencionales. El objetivo de este trabajo fue determinar la fuerza de adherencia de barras de anclaje compuestas por fibras sintéticas a usarse en el área de la minería. Dentro de la innovación que constituyen las barras de fibras en el mercado de la minería, es necesario estudiar y determinar cada una de sus propiedades de forma analítica y experimental. Para verificar la adherencia de las barras con el hormigón se ensayaron 14 barras de fibras a tracción. Para unir las barras al hormigón se utilizaron resinas epoxi. Las barras de 22 milímetros de diámetro tienen una resistencia última mayor a las 18 toneladas. Se utilizaron probetas de hormigón para emular la construcción dentro de la mina donde las barras se insertan en roca. Se obtuvo la fuerza y la deformación por adherencia. Con los datos obtenidos se calcularon los módulos de elasticidad de las barras ensayadas. Además se encontró una relación entre la profundidad de empotramiento y la resistencia última de las barras con valores de R del orden de 0,6 y 0,8. Finalmente y con estos valores se logró determinar que el largo de empotramiento usando las mínimas resistencias es de 98 centímetros tal que las barras de fibra no fallen por adherencia, sino que por fluencia de las mismas.

Ingeniera Civil / El terremoto del 27 de febrero de 2010 dejó numerosos daños que afectaron parte de la obra gruesa de las construcciones en el país. Uno de los patrones más observados fue a nivel de subterráneos y primer piso donde suelen variar la distribución estructural y forma de los muros. Las cabezas de los muros es la zona donde se encuentran las mayores deformaciones de compresión producto de las cargas de flexión y compresión provocando el descascaramiento del muro. Éste fenómeno deja expuestas a las barras de refuerzo, enfrentándolas a la acción sísmica sin restricciones laterales mas allá de los estribos, provocando inevitablemente pandeo en ellas. Esta Memoria de titulo tiene como propósito comprender, a través de ensayos experimentales, el comportamiento a la fatiga con bajo número de ciclos de las barras de acero utilizadas en la construcción de elementos de hormigón armado. Se quiere determinar el número de ciclos que son necesarios para que distintas barras de refuerzo fallen por fatiga tras exponerlas a niveles altos de deformación. Además se desea incorporar el pandeo de las barras, ya que en la literatura actual no se ha abordado éste tema. El objetivo de cargar las probetas de forma cíclica es simular un movimiento sísmico y ver el comportamiento de cada una de ellas variando sus características geométricas. Con éste propósito se varían seis relaciones largo/diámetro (L/d) en el caso de barras Φ 8 y 4 relaciones L/d para Φ 16 sometiéndolas a diferentes rangos de deformaciones que varían entre un 1% y un 5% aproximadamente. Además de demostrar que la relación largo/diámetro tiene poco impacto en el comportamiento de las curvas (obteniéndose un leve aumento en el número de ciclos para el mismo nivel de deformación), se observa la similitud con los modelos existentes en la literatura.

Ingeniero Civil / Chile es un país que se caracteriza por su considerable actividad sísmica, lo cual tiene un impacto directo en el ámbito de la construcción y el diseño de estructuras. Ante solicitaciones sísmicas se generan desplazamientos horizontales en las estructuras y esto causa que los muros y pilares sean sometidos a cargas cíclicas de compresión y tracción. Un tipo de daño frecuente asociado a estas solicitaciones, es la desintegración del hormigón que recubre las armaduras en estructuraciones en base a hormigón armado, con lo cual los refuerzos de acero se ven expuestos directamente a cargas cíclicas, pudiendo presentar pandeo y fractura ante deformaciones importantes. En esta memoria se estudian barras de refuerzo de diámetros de 16, 22 y 25 milímetros correspondientes a muros de un edificio dañado durante el terremoto del 2010, ubicadas en zonas donde se observó daño por pandeo y fractura de algunas armaduras. Se realizan ensayos a cargas cíclicas con amplitud de deformaciones constantes en el rango plástico, utilizando una relación Largo/Diámetro = 20 para inducir pandeo. A partir de las curvas tensión-deformación obtenidas se busca conocer los ciclos remanentes a la rotura de estas barras, los cuales se comparan con el comportamiento de barras inalteradas utilizando modelos empíricos existentes que relacionan la deformación con los ciclos a la rotura. Se observa pérdida de capacidad a fatiga en las probetas provenientes de barras de refuerzo que sufrieron daño visible por pandeo y de barras aparentemente rectas, ésta se cuantifica a partir de la diferencia entre el número de ciclos a rotura de las probetas y el número de ciclos de probetas obtenidas de barras inalteradas. Se tiene una pérdida de capacidad máxima de 17 ciclos a la rotura para probetas de diámetro 16 milímetros y una pérdida de capacidad de hasta 14 ciclos a la rotura para probetas de diámetro 22 y 25 milímetros. Las diferencias mencionadas son consistentes con una solicitación sobre el edificio de alrededor de 15 ciclos de gran amplitud de deformaciones, originados por las aceleraciones de suelo mayores causadas por el terremoto en la zona. La magnitud de la pérdida de capacidad en las probetas se relaciona con la cercanía de su ubicación original a la zona con daño dentro de la barra de donde se obtuvieron y a las características geométricas del elemento estructural del que formaban parte.

La barra estabilizadora es un elemento encargado de reducir el balanceo y por lo tanto garantizar una mejor transmisión de la potencia al suelo por medio de las ruedas, la cual está hecho mayormente de acero. Así mismo, es un elemento que está constante expuesto a la torsión y puede llegar a sufrir deformaciones. Por ello, en esta tesis se diseñó una barra estabilizadora utilizando CFRP con resina vinílica para mejorar su rigidez estructural en un auto Toyota Yaris GR haciendo uso del Software SolidWorks para la simulación de la misma. En esta se tuvo como objetivos la selección de materiales, el cálculo estático de las reacciones en los anclajes y el cálculo de la vida útil de la barra, así como un análisis de costos de fabricación. Se obtuvo después de un análisis de fatiga y de una comparación de resultados entre los materiales Acero 5160 (original), FIBRA DE CARBONO HS CON MATRIZ VINÍLICA FLEXIBLE AL 85% y FIBRA DE CARBONO HS CON MATRIZ VINÍLICA NOVOLAC AL 85% que ofrece una mejor vida útil a la pieza es el de FIBRA DE CARBONO HS CON MATRIZ VINÍLICA NOVOLAC AL 85% con un valor de Vida útil (ciclos) de 487 000 y un costo de 1072,91 soles.