La presente investigación tiene como propósito analizar las propiedades del adobe al incorporar residuos cerámicos y baba de nopal, enfocándose en la zona rural de la provincia de Cutervo. En cuanto al desarrollo del tema, se seleccionó la mejor tierra, proveniente de tres zonas aledañas a la provincia; este reconocimiento se realizó por medio de ensayos en campo y laboratorio. De la misma forma se recolectó los residuos cerámicos de ladrilleras artesanales y obras de construcción del lugar. También, se obtuvo la baba de nopal, proveniente de la planta de tuna (Opuntia ficus-indica). Seguidamente, se analizó cada uno de los estabilizantes y de igual manera se verificó un mejor porcentaje de baba de nopal, evaluando adobes con un 5%, 10% y 15% de dicho material, por medio de ensayo de succión y absorción principalmente; evidenciando el comportamiento del adobe frente al agua. De esta verificación el resultado fue que el adobe con 15% de baba de nopal cuenta con mejores características para contrarrestar la acción del agua. Elegido este porcentaje se procedió a elaborar adobes con 10%, 20% y 30% de residuos cerámicos más 15% baba de nopal, de los cuales se analizó sus propiedades tanto físicas como mecánicas. Se examinó su resistencia en pilas, muretes y la adherencia de mortero para dichos especímenes, por último, se evaluó el costo de adobe convencional y estabilizado. Con los resultados se concluye que el adobe con 15% de baba de nopal más 30% de residuos cerámicos presentan mejores propiedades.

El propósito del proyecto a investigar nombrado "Diseño de concreto utilizando cenizas de cascarilla de arroz" tiene como objetivo principal "Diseñar y evaluar concreto utilizando cenizas de cascarilla de arroz mejoría las propiedades físicas y mecánicas y la resistencia a la compresión del concreto f¨c 210 kg/cm2 para garantizan un resultado óptimo" proveniente de los sectores agrícolas de Chiclayo, ya que funcionara como adición mineral tipo sílice natural respectivamente para la elaboración del concreto; considerando su aporte técnico, económico, social y ambiental. Se analizará las propiedades físicas y químicas, para luego realizar varias alternativas de diseño del concreto, ensayándolos a esfuerzos de compresión de forma independiente y eligiendo el diseño óptimo. Este proyecto está planificado en 6 etapas: Etapa I (Compilar información), Etapa II (Obtener los materiales para la investigación), Etapa III (Ensayos químicos y de laboratorio con el correcto procesar de datos), Etapa IV (Diseños de mezclas), Etapa V (Trabajo de laboratorio y estudios definitivos) y Etapa VI (Análisis de resultados).

El presente proyecto fue desarrollado con el objetivo de proponer una alternativa de unidad de albañilería artesanal, con la utilización de viruta de acero como un componente dentro de su fabricación tradicional en la ciudad de Chiclayo. Iniciando se obtuvo las materias primas como la tierra arcillosa, arena fina y la viruta propiamente dicha, que son residuos de tornos y talleres, para poder determinar sus propiedades físico-químicas. Posteriormente se desarrolló un diseño de mezclas para unidades tradicionales y unidades adicionadas con viruta de acero al 8%, 10% y 12% que nos permite poder elaborar unidades de albañilería adicionados de viruta de acero. A continuación, se procedió a realizar los ensayos a las unidades de albañilería, pilas y muretes. Los ensayos fueron realizados de acuerdo a la Norma E0.70 de Albañilería y mediante la NTP 399.613 se demostró que las propiedades de absorción, variación dimensional, alabeo, peso por unidad de área y eflorescencia son aceptables en unidades de albañilería adicionadas con viruta de acero al 10%, así mismo su resistencia a la compresión fue superior a la muestra patrón con un valor de 127.12kg/cm2, por lo anteriormente mencionado esta unidad sería clasificado como un ladrillo Tipo IV según el RNE. En ensayos realizados a prismas y muretes siguiendo las recomendaciones de la NTP 399.605 y NTP 399.621, superaron la resistencia mínima para muros portantes. En conclusión, la unidad de albañilería con adición de 10% de viruta de acero sería una solución económica y con resistencias aceptables por la Norma E0.70 de Perú. / This project was developed with the aim of proposing an alternative craft masonry unit, with the use of steel shavings as a component within its traditional manufacture in the city of Chiclayo. Initially, raw materials such as clay earth, fine sand and shavings were obtained, which are residues of lathes and workshops, in order to determine their physicochemical properties. Subsequently, a blend design was developed for traditional units and units added with 8%, 10% and 12% steel chip, which allows us to produce masonry units added with steel chip. Tests were then carried out on the masonry units, batteries and bricks. The tests were carried out according to the Masonry Standard E0. 70 and by means of the NTP 399. 613 it was demonstrated that the properties of absorption, dimensional variation, bending, weight per unit area and efflorescence are acceptable in masonry units added with 10% steel chip, as well as their compressive strength was superior to the sample. with a value of 127. 12kg/cm2, therefore this unit would be classified as a Type IV brick according to the RNE. In tests carried out on prisms and bricks following the recommendations of NTP 399. 605 and NTP 399. 621, they exceeded the minimum strength for load-bearing walls. In conclusion, the masonry unit with the addition of 10% of steel chip would be an economical solution and with acceptable strengths according to the Peruvian Standard E0. 70.

Los ensayos de desgaste según la norma ASTM G-65 son realizados para determinar la resistencia al desgaste abrasivo de bajo esfuerzo de un material mediante su exposición al contacto con arena seca. Estos ensayos permiten la evaluación de recargues duros o hardfacing con la finalidad de encontrar los efectos de los elementos aleantes sobre la microestructura y la resistencia al desgaste. Por su parte, el aprendizaje automático, conocido como Machine Learning, es una técnica del campo de la inteligencia artificial que busca desarrollar modelos computacionales con la capacidad de realizar tareas de clasificación y regresión. La metodología utilizada para realizar el entrenamiento, y posterior evaluación de los modelos obtenidos, consiste en la digitalización de los registros de ensayos de desgaste ejecutados por la American Welding Society, el análisis del comportamiento de la pérdida de masa en función del porcentaje de la concentración de los elementos presentes en el depósito del recargue duro y el desarrollo de los siguientes algoritmos de modelos de aprendizaje automático: k-vecinos cercanos (KNN), red neuronal artificial (ANN) y máquina de aprendizaje extremo (ELM). Posterior al entrenamiento, se emplearon los modelos ya entrenados para calcular la pérdida de masa en probetas previamente ensayadas en el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y así evaluar la efectividad de los modelos en la sección de resultados. Para los modelos entrenados se identificaron las variantes con mejor efectividad en la predicción de pérdida de masa, las cuales fueron la red neuronal artificial de 3 capas entrenada en 1000 épocas, el modelo de k-vecinos cercanos con 6 vecinos y la máquina de aprendizaje extremo con 10,000 neuronas. Para la comparación con datos de ensayos realizado sen la PUCP se obtuvo un error medio absoluto de 0.086 g para ANN, 0.726 g para KNN 0.853 g para ELM; en contraste con los valores de 0.228 g, 0.321 g y 0.666 g obtenidos para los ensayos realizado por la AWS, respectivamente. De entre los 3 modelos entrenados, se identifica que la red neuronal artificial congrega la mayor cantidad de puntos cercanos a la igualdad entre el valor real de pérdida de masa y la predicción calculada mediante el modelo. Se concluye que la ANN puede predecir con éxito la pérdida de masa en función de la composición química del depósito y su dureza, alcanzando una precisión del 85.75%. Por otro lado, la ELM requiere elevados recursos computacionales para entrenarse por encima de las 500,000 neuronas, así como un análisis más profundo para evitar el sobreajuste del modelo a los datos de entrenamiento. El algoritmo KNN no calcula exitosamente la masa perdida en un ensayo de desgaste debido a que entrega valores de promedios locales para datos que no se estructuran de forma ordenada. Finalmente, los resultados alcanzados brindan validez a la aplicación de técnicas de aprendizaje automático para encontrar la pérdida de masa en ensayos de desgaste.

El presente estudio tuvo por objetivo evaluar cómo influye la hoja de pino y el aditivo proes como estabilizador en las propiedades físico mecánicas de los bloques de adobe. Por ende, se desarrolló una metodología de tipo experimental, teniendo un nivel descriptivo, siendo de diseño aplicada con un enfoque cuantitativo y longitudinal, en el que se consideró un total de 102 especímenes para cada una de las dosificaciones (tradicional, 25%, 30% y 35%), habiendo aplicado como técnica de la observación. Respecto a los resultados que se han obtenido, se evidenció que, la dosificación que obtuvo resultados favorables fue el 30% de adición de hoja de pino, pues mejoró las propiedades mecánicas en un 276% respecto al adobe convencional, del mismo modo, en el ensayo de tracción el resultado obtenido también fue el esperado, debido a que, el aumento de la resistencia a tracción fue un 136% respecto al adobe convencional.

En el presente trabajo de tesis se busca desarrollar una técnica y un protocolo de análisis para determinar el tamaño de grano austenítico previo en bolas de acero con tratamiento térmico de temple y revenido utilizadas en molienda de minerales. Se tiene como finalidad probar diversas metodologías para que a través del ensayo metalográfico se pueda revelar el tamaño de grano austenítico previo y realizar la cuantificación del tamaño de grano. Debido a la dificultad para revelar los granos de austenita en aceros con tratamiento térmico de temple y revenido con una metodología clásica de ataque metalográfico, se optó por evaluar distintos métodos que posibiliten la observación de los límites de grano de austenita previa a temperatura ambiente. Para ello, se contaron con varias muestras de distintas bolas de acero, las cuales fueron caracterizadas según su composición química, dureza volumétrica y microestructura para posteriormente utilizar los métodos que revelasen los límites de grano de austenita previa en ellas. Se probaron cinco primeros métodos, los cuales están basados en investigaciones realizadas por diversos autores y considerados en la norma ASTM E112-13, en dichos métodos se combinan reactivos como el “picral” y variaciones de este, en conjunto con procedimientos que involucran someter a las muestras a calentamiento en horno a elevadas temperaturas antes del ataque con reactivos. No se obtuvieron resultados exitosos luego de evaluar los cinco primeros métodos extraídos de la bibliografía, se desarrolló un método basado en el uso de la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y modificación de las condiciones de calentamiento en horno, con el cual se logró revelar notablemente los límites de grano en todas las muestras en las que fue aplicado. La calorimetría diferencial de barrido se usó para determinar las temperaturas críticas superior e inferior de los aceros y así determinar con precisión la temperatura para el tratamiento previo antes del ataque metalográfico sin inducir crecimiento de grano. Una vez obtenidas las micrografías de los granos de austenita previa de las muestras de bolas de acero, se procedió a determinar el tamaño de grano haciendo uso de los métodos comparativo y planimétrico detallados en la norma ASTM E112-13, con los que a través de patrones comparativos y software de cuantificación por el método planimétrico se logró determinar el tamaño de grano.

La versatilidad que la tecnología de modelamiento por deposición fundida (FDM por sus siglas en inglés) presenta para la fabricación de componentes y piezas, no solo para fines decorativos sino para fines industriales, representa una nueva plataforma tecnológica para el desarrollo de nuevos materiales. En pos de tal avance, esta tesis busca describir empíricamente las relaciones entre los parámetros de fabricación por FDM y las propiedades de amortiguamiento de materiales nóveles para fines industriales en reducción de vibraciones, movimiento o sonido. En esta investigación se utilizarán dos materiales reforzados en una matriz de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), el primero con refuerzos de nanotubos de carbono y segundo reforzado con fibras de carbono, de ahora en adelante “ABS + CNT” y “ABS + CF” respectivamente. La redacción de este estudio comienza con una revisión de la literatura acerca la impresión 3D. Asimismo, se realiza una introducción a la teoría del amortiguamiento utilizada en este estudio. Se introducen los conceptos de stick slip, fuerzas de excitación, análisis de datos mediante transformadas de Fourier, método 3dB ancho de banda para el cálculo del ratio de amortiguamiento, y una recopilación de diversas investigaciones realizadas a materiales reforzados con nanotubos y fibras de carbono. Finalmente, se exponen las hipótesis centrales de este estudio. El procedimiento experimental seguido en esta tesis contempló la impresión de las probetas en dos tipos de orientación: cruzada 45°-/45° y unidireccional, en tres niveles de porcentaje de relleno, 100 %, 80 % y 60 %, para cada material. La selección de estos parámetros de impresión se realizó de acuerdo a las mejores propiedades mecánicas obtenidas en investigaciones anteriores [1]. Luego, en el Laboratorio de Acústica de la sección de Física, se implementó un banco de ensayos de caracterización de amortiguamiento de material mediante método impacto. Finalmente, las probetas se caracterizaron mediante ensayos de tracción en el CITE Materiales PUCP. De acuerdo a los ensayos realizado se concluye que los refuerzos de nanotubos de carbono en la matriz de ABS aumentan las capacidades de amortiguamiento del material. Sin embargo, las propiedades de amortiguamiento son inferiores a las de otros materiales utilizados en la industria de impresión 3D. Con respecto a los parámetros de impresión, se muestra la predominancia de la orientación cruzada por sobre la orientación unidireccional en propiedades de amortiguamiento y se sugiere una correlación entre la reducción de la densidad y el aumento de las propiedades de amortiguamiento en los materiales ensayados. Finalmente, se dan detalles acerca del proceso de fabricación de las probetas además de un análisis de las propiedades mecánicas en función de la densidad y de la orientación.

En el presente trabajo se estudió la influencia de los parámetros del ensayo de tracción en los resultados obtenidos para aceros de bajo carbono laminado en caliente. Los parámetros de ensayo son la velocidad de ensayo (controlada por la velocidad de separación de las mordazas o por la velocidad de deformación), la temperatura de ensayo dentro de rangos típicos de variación ambiental y la geometría de la probeta; los resultados estudiados son el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo a la tracción y el alargamiento, así como el material empleado fue el acero ASTM A36. Los parámetros de ensayo están dentro de rangos especificados por las normas ASTM A370 - 19, ASTM E8/E8M - 16a e ISO 6892-1:2016, las cuales establecen las condiciones para que los resultados sean repetitivos y reproducibles. Sin embargo, en el presente estudio se ha encontrado evidencia de que, aun respetando las exigencias de las normas de ensayo, los resultados obtenidos varían. En el primer capítulo se proporcionará un enfoque global del ensayo de tracción según las normas anteriormente mecionadas en consideración de una serie de parámetros de ensayo que definen el comportamiento del material de estudio al ser traccionado. En el segundo capítulo se detallará el procedimiento seguido para el ensayo de tracción y en el tercer capítulo se procederá a mostrar y analizar los resultados obtenidos en la campaña experimental realizada en el presente trabajo. Luego de realizada la campaña experimental se encontraron variaciones porcentuales en las propiedades estudiadas teniendo una máxima variación de 21%, lo que comprueba que, aun respetando las exigencias de las normas de ensayo los resultados obtenidos varían.

La necesidad de plantear mejoras en el comportamiento de los bloques de adobe en cuanto a sus propiedades mecánicas y físicas es de suma importancia, esto debido a que a nivel mundial resulta ser uno de los materiales de construcción más utilizados, sobre todo en zonas donde los niveles de desarrollo son muy bajos. Y es que ello implica que su implementación no siga las regulaciones que las normas establecen para su uso, lo que supone un riesgo para la población, principalmente en zonas sísmicas y/o con lluvias frecuentes. Por ello, se propone el uso del Sistema Consolid y el óxido de calcio para estabilizar los bloques de adobe empleados en construcción y mejorar sus propiedades mecánicas en cuanto a resistencia frente a la compresión y módulo de rotura, y sus propiedades físicas en cuanto a alabeo, absorción, succión y variación dimensional. Obteniendo como resultado que su resistencia frente a la compresión pasó de 14.82 kg/cm2 para los bloques convencionales, a 26.36 kg/cm2 para los estabilizados; que su módulo de rotura pasó de 14.43 kg/cm2 a 20.97 kg/cm2 para los bloques estabilizados; que su absorción pasó de 32.94% a 9.90% para los bloques estabilizados; que su succión pasó de 23.24% gr/200cm2 a 16.13% gr/200cm2 para los bloques estabilizados; y que por su parte los resultados de alabeo y variación dimensional no notaron cambios importantes; concluyendo finalmente que se logra una mejora considerable en la mayoría de las propiedades importantes de los bloques de adobe al estabilizarlo con los aditivos propuestos.

Esta investigación está orientada a determinar la influencia del jabonato de alumbre y fibra de coco en la resistencia del adobe, debido a que las viviendas de adobe se encuentran vulnerables a experimentar fallas estructurales a causa de fenómenos naturales, se propuso determinar la resistencia del adobe con la adición de estabilizadores, los cuales influyeron positivamente en las propiedades mecánicas-físicas del adobe. La investigación es experimental, y se realizaron pruebas in situ para la selección de suelo adecuado, ensayos de suelo para su clasificación, fabricación de adobes, obtención y estudios fisicoquímicos de los estabilizadores, ensayos mecánicos-físicos aplicados a adobes convencionales, adobes estabilizados al 3%, 6% y 9% con jabonato de alumbre y al 0.3%, 0.6% y 0.9% con fibra de coco respecto al peso seco del adobe convencional, la comparación económica de un módulo de vivienda empleando adobes convencionales y adobes estabilizados, así como la evaluación de impacto ambiental durante la etapa de fabricación de adobes. Finalmente, se concluye, a través de los resultados que el adobe estabilizado con fibra de coco al 0.9% presenta una mejor resistencia mecánica, y el adobe estabilizado con jabonato de alumbre al 9% presenta un mejor comportamiento físico frente a la acción del agua, de la evaluación de impacto ambiental, los factores más afectados fueron el suelo, aire y flora, y de la evaluación económica los muros conformados por adobes con fibra de coco son más económicos que los adobes con jabonato de alumbre.