El presente trabajo de tesis lleva como título “Análisis de estabilidad de taludes de suelos de gran altura en la mina Antapaccay”. Este proyecto de fin de carrera será desarrollado con la asesoría del ingeniero Jorge Zegarra Pellane, docente de la PUCP. Los taludes que se estudiaron son de la mina Antapaccay que se encuentra ubicada en la provincia de Espinar, región Cusco, a más de 4 100 msnm. Este proyecto es una unidad productora de concentrados de cobre. La mina Antapaccay realiza las explotaciones a tajo abierto por lo que los análisis de estabilidad de taludes son indispensables en cualquiera de las fases de minado. Esta tesis se limitó al análisis de taludes de suelos que se encuentran en la parte superficial del tajo y superan los 100 metros de profundidad. Los objetivos son determinar los parámetros de diseño de los taludes que se construirán en suelos. Estos taludes son considerados de gran altura debido a que la profundidad efectiva de excavación o desnivel supera los 100 metros. Para ello, se realizaron los análisis de estabilidad en condiciones estáticas y pseudoestáticas considerando valores variables de poropresión (Ru) para los suelos debido al desconocimiento de la ubicación exacta de la línea piezométrica. Los análisis fueron ejecutados para la tercera fase del plan de minado. Para ello las secciones fueron obtenidas por medio de software Minesight, las cuales se exportaron al AutoCAD para después ingresarlas al software Slide v6.0. En este último se realizaron todos los análisis de estabilidad empleando el método de equilibrio límite. Los parámetros geotécnicos de estratos de los suelos presentes en las secciones fueron obtenidos a partir de los resultados de los ensayos de densidad y corte directo. A partir de los resultados de los análisis, se definieron los parámetros más óptimos de diseño de taludes con el fin de reducir los riesgos de deslizamientos. / Tesis

La presente Tesis desarrolla el análisis y diseño de ingeniería, así como el presupuesto de una solución para estabilizar, bajo las condiciones críticas de un sismo, un tramo representativo de 560 metros de longitud del talud de la Costa Verde, ubicado en el distrito de Barranco y medidos en la dirección de la vía costanera, aproximadamente entre ‘la bajada de los baños’ y ‘Armendáriz’. / Tesis

El mejoramiento de los suelos utilizando columnas de grava es un procedimiento constructivo desarrollado desde el siglo XIX en Europa debido al incremento en la demanda de suelos adecuados para la construcción de infraestructura que sirviera para el desarrollo de una sociedad. Nuestro país posee gran diversidad de suelos, muchos de los cuales, especialmente en la costa, están conformados por depósitos de arena que no servirían como base de cimentación para la construcción de edificaciones debido a su baja densidad relativa. El mejoramiento de suelos arenosos mediante el uso de columnas de grava es un método de mejora del terreno no muy difundido en nuestro país pese a la gran cantidad de beneficios que obtenemos de su uso, entre los cuales tenemos el incremento de la densidad relativa del terreno, reducción de asentamientos, aceleración del proceso de consolidación, disminución del riesgo de licuefacción, entre otros. Basándonos en este problema, este proyecto de tesis iniciará dando una vista general de los métodos de mejoramiento de suelo utilizados en la actualidad, enfocándonos principalmente en el uso de columnas de grava, se describirán sus características generales, el procedimiento de diseño de las columnas y los diferentes procesos constructivos que se utilizan. Se identificarán también los tipos de suelo en los cuales se obtienen resultados óptimos, se describirán los beneficios adicionales que ofrecen las columnas de grava en comparación con otros métodos de mejoramiento y los ensayos de verificación que se realizan para comprobar la eficiencia del mejoramiento; posteriormente se presentarán los resultados obtenidos en el suelo luego de haber realizado un mejoramiento con columnas de grava y se compararán estos resultados con las características del suelo natural con la finalidad de determinar el grado de mejoramiento alcanzado. Por último se realizará el diseño de una cimentación superficial analizando las zapatas por corte y asentamiento, se realizará el diseño de una cimentación profunda basada en la resistencia a la penetración de los suelos y se analizarán los resultados obtenidos. / Tesis

La presente tesis tiene por finalidad realizar un análisis de la estabilidad del talud de la Costa Verde en la zona correspondiente al distrito de San isidro. En base a este análisis de estabilidad de taludes se pretende establecer soluciones para los problemas de este tramo específico. Para lograr hacer una correcta evaluación de la problemática de la zona en estudio se ha hecho una recopilación de información topográfica, geológica y geomorfológica que permita modelar de manera certera el talud en estudio. Para lograr este objetivo se ha utilizado el programa de computación SLOPE/W y el programa de análisis de caída de piedras CRSP. Además, se ha realizado un trabajo de campo para determinar mediante un catálogo de fallas los diversos problemas encontrados en la zona de estudio y las zonas más críticas donde se encuentran estos problemas. Una vez concluido el análisis de la problemática de la zona se procede a realizar un análisis de las posibles alternativas de solución que se pueden aplicar para lograr una correcta estabilización del talud. Las soluciones analizadas son tres tipos de muros de contención, a los cuales se les ha hecho una descripción detallada de su procedimiento constructivo, diseño estructural, análisis de precios unitarios y presupuesto. De esta manera se pudo realizar un análisis comparativo de cada una de las tres soluciones planteadas y determinar en base a parámetros técnicos y económicos cual podría ser la solución más adecuada para la zona en estudio. / Tesis

En el país se presentan frecuentemente problemas de inestabilidad de taludes, esto debido al accidentado relieve existente en diversas zonas del país, además de las fallas geológicas que puedan existir en determinadas zonas; en algunos casos representan peligro para alguna determinada población, por lo cual es necesario que sean intervenidos por medio de sistemas constructivos adecuados para las características que se presenten en cada caso. El sistema ErdoX es un sistema nuevo en Perú para la contención de taludes, el cual presenta ventajas sobre la mayoría de métodos usados; por sus características, presenta similitudes con el sistema Terramesh (uno de los más usados en el país para la contención de taludes). En el proyecto de tesis, se presenta este nuevo sistema constructivo, sus características y procedimiento constructivo, asimismo los costos y rendimientos; los cuales son comparados con los sistemas de contención de taludes más usados en el país para poder apreciar los beneficios y ventajas que se pueden obtener con el sistema ErdoX, principalmente en los dos últimos, ya que estos son factores importantes a considerar al momento de elegir el sistema constructivo más adecuado para un determinado proyecto. / Tesis

Para apoyar terraplenes sobre suelos blandos es necesario diseñar un tratamiento de mejora del terreno que permita acelerar los procesos de consolidación, disminuir los asentamientos y por lo tanto, asegurar la estabilidad de los terraplenes frente al deslizamiento. El objetivo principal de este trabajo es explicar de manera clara los procedimientos para la mejora de los suelos blandos usando los métodos de precarga, drenes verticales y columnas de grava. El diseño simplificado de un terraplén sobre suelo blando consiste en un análisis sin drenaje de las condiciones de estabilidad durante la construcción o a corto plazo, y un análisis con drenaje a largo plazo luego de la consolidación. La precarga consiste en aplicar una carga igual o superior, generalmente sobre suelos blandos, la cual producirá la consolidación que se reflejará en un aumento de la resistencia del terreno y una disminución de los asentamientos después de la construcción. Para acelerar la consolidación y reducir el tiempo de precarga, puede resultar económico mejorar el drenaje del terreno, instalando drenes verticales en el terreno para reducir los caminos del agua hacia zonas más permeables. El objetivo de este método es alcanzar un grado de consolidación suficiente en un periodo aceptable de tiempo. Otro método para acelerar la consolidación de los suelos blandos son las inclusiones verticales de grava, ya sea mediante zanjas o mediante columnas de grava. Además este método supone un refuerzo adicional para el terreno. En general, las técnicas descritas para la mejora del terreno son muy costosas y sólo deben utilizarse después de un detallado reconocimiento de las características del suelo de cimentación, así como haber examinado las diversas opciones posibles. Se debe elegir el procedimiento que resume las condiciones adecuadas de plazo, costo y efectividad y no sólo el más económico. Palabras Clave: precarga, drenes verticales, columnas de grava / Tesis

En el presente trabajo se analizan los problemas de estabilidad del talud en un tramo de 500 m de la Costa Verde en el distrito de Magdalena, cerca del límite con el distrito San Miguel, presentándose alternativas de solución y dos diseños para la estabilización de problemas específicos. Se hace una recopilación de información, además de un trabajo de campo, de manera de contar con los suficientes datos y así poder dar un enfoque de la situación del talud. Como primer paso se realizó un levantamiento topográfico de la superficie del talud, sectorizando el talud en secciones transversales al eje de la pista cada 50 m, para luego realizar la descripción geológica y geotécnica de zona. En el capítulo de estabilidad de taludes, se hizo un “back analysis” para obtener juegos de valores para los parámetros resistentes del suelo conglomerado (material predominante en el talud) debido a que se tiene poca certeza acerca de los valores exactos de estos parámetros. También se evalúo la influencia de un lente de material fino en la estabilidad del talud y la influencia de un movimiento de tierras en el factor de seguridad. Asimismo, se hace una evaluación de la caída de cantos rodados a lo largo del tramo, ya que es el principal problema que se presenta. Con toda esta información se procede a realizar un catálogo de falla en el que se especifican los problemas que presenta el talud y se enumeran los agentes que causan inestabilidad. Definidos éstos, se plantean diferentes formas de estabilización, analizando como antecedente el desempeño de soluciones construidas anteriormente en el tramo y los alrededores. Finalmente se diseñan dos métodos de estabilización, que están principalmente avocados a solucionar el problema de la caída de cantos rodados: uno que consiste de una malla metálica hexagonal de doble torsión sobre el talud y el segundo que es un arreglo de tierra armada con una pantalla estática ubicada al pie del talud. Si bien es cierto, ambas soluciones son del tipo pasivas, la que mejor resultados presenta es la malla hexagonal de doble torsión, que mediante el uso de anclajes por sectores, también da solución al problema de la inestabilidad del relleno en la zona superior del talud y encausa derrumbes. / Tesis

Este trabajo ha consistido en la optimización de la instrumentación óptica y electrónica de un sistema de espectroscopia de plasma inducido por láser (del acrónimo LIBS: Laser Induced Breakdown Spectroscopy) para cuantificar Carbono Total (CT) en diez muestras de suelos agrícolas del Perú. El principal desafío para cuantificar CT con la técnica LIBS es la fuerte interferencia que ocurre entre las líneas atómicas de emisión de C(I) en 247.856 nm y Fe(II) en 247.857194 nm, por esta razón, se realizó un estudio temporal de ambas líneas atómicas para determinar un tiempo óptimo donde la interferencia de la línea atómica de Fe(II) sea mínima al registrar la línea atómica de C(I). Con este estudio previo se han registrado espectros atómicos a través de la técnica LIBS en muestras de suelos agrícolas, y así determinar un protocolo de cuantificación que ha permitido generar una curva de calibración en base a las amplitudes de las intensidades de la línea atómica de C(I) en 247.856 nm y a las concentraciones de CT, medidos por el método de combustión seca. Por otro lado, usando los mismos espectros atómicos de las muestras de suelo, se demostró la aplicabilidad de LIBS como un método alterno para determinar sus valores de pH. Los valores de pH medidos por el método del potenciómetro y las intensidades de la línea atómica del Ca(II) en 317.93 nm se encuentran correlacionadas linealmente, y esto ha permitido generar una curva de calibración para cuantificar el pH usando la técnica LIBS. Mediante el método de regresión lineal simple fue posible obtener un coeficiente de correlación para la curva de calibración del CT y pH de 0.95 y 0.97, respectivamente. Estos resultados muestran el potencial de la técnica LIBS para ser usado en la determinación de CT y pH en muestras de suelos agrícolas. / Tesis

Magíster en Química / El objetivo de este trabajo fue evaluar la disponibilidad, biodisponibilidad y bioaccesibilidad de elementos trazas presentes en niveles anormalmente altos en suelos urbanos de las ciudades de Santiago y Rancagua. Los elementos analizados fueron Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos del orden Inceptisol (Mapocho), molisol (Rancagua) y Alfisol (Cauquenes). El desarrollo experimental implicó el uso de diferentes métodos para determinar la disponibilidad y biodisponibilidad de los metales. Además, se implementaron dos métodos para determinar la bioaccesibilidad de metales, los cuales se basan en el uso de extractantes que simulan las características de los fluidos gastrointestinales y que se aplican bajo diferentes condiciones de tiempo, pH, agitación y temperatura. Por otra parte, para evaluar la asociación del metal absorbido por la planta a diferentes estructuras vegetales, se implementó un método de fraccionamiento subcelular del tejido vegetal que distingue la fracción de metal unida a la pared celular, unida a los organelos y disuelta en el citoplasma. Los principales resultados del estudio señalan que ambos métodos para determinar bioaccesibilidad fueron útiles para evaluar la bioaccesibilidad de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn, en los tres suelos y en plantas cultivadas; sin embargo, los métodos respondieron de manera diferente, dependiendo de las condiciones de aplicación, fuerza extractiva y contenido de metal total que presentan los sustratos. En general, los metales presentes en el suelo fueron más bioaccesibles en la fase gástrica que en la fase intestinal. El orden en que los metales fueron bioaccesibles fue Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. Por su parte, Cd, Cu y Zn fueron extraídos con ambos métodos en la fase gástrica e intestinal, tanto en suelos como en plantas, en cambio Cr, Ni y Pb fueron extraídos sólo por el fluido constituido por glicina, sólo en suelos y solamente en una de las fases. La extracción secuencial reveló que los elementos Cd, Cu Ni y Zn se distribuyen en todas las formas en el suelo (intercambiable, reducible, oxidable y residual), en cambio Cr y Pb se asocian principalmente a las formas oxidable y residual. En relación a la biodisponibilidad de metales en los tres suelos, Cr, Cu, Ni y Zn presentaron mayor concentración en la raíz en comparación a parte aérea, ocurriendo lo contrario en el caso de Cd. Por su parte, el fraccionamiento del tejido vegetal permitió detectar los elementos Cd, Cu y Zn asociados a los tres componentes subcelulares, predominando las fracciones de metal unido a pared celular y soluble en el citoplasma. El estudio de correlación múltiple reveló que en suelos las variables más importantes fueron el contenido de metal total y unido en distintas formas en el suelo, siendo escasa la dependencia con variables relacionadas a propiedades fisicoquímicas del suelo, tales como pH, CIC, o contenido de arcillas y materia orgánica. En las plantas, las variables más significativas fueron el contenido de metal en la parte aérea y raíz, así como la fracción de metal unido a la pared celular y soluble en el citoplasma / The aim of this work was to assess trace elements availability, bioavailability and bioaccessibility present in highly abnormal levels in urban soils of Santiago and Rancagua. Cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc were analyzed in Inceptisol (Mapocho), Mollisol (Rancagua) and Alfisol (Cauquenes) order soils. The experimental procedure implied different methods to determine metal availability and bioavailability. Furthermore, two methods were implemented to determine metal bioaccessibility, which are based on the use of gastrointestinal simulating extractants, applied under different time, pH, mixture and temperature conditions. By the other hand, in order to assess the association of metal absorbed by plants in different plant structures, a method for subcellular fractionation was implemented in order to obtain the metal fraction bounded to cell wall, organelles or dissolved in the cytoplasm. The study main results point that both bioaccessibility methods were useful to assess Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn bioaccessibility in all of the three soils and cultivated plants; however, both methods responded in different ways, depending on application conditions, extractive strength and total metal content in the substrates. Generally, soil metals were more bioaccessibles in gastric phase than in intestinal phase. The order in which metals were bioaccessibles was Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. For their part, Cd, Cu and Zn were extracted with both methods in both gastric and intestinal phase, in soils and plants. However, Cr, Ni and Pb were extracted only by glycine fluid, solely in soils and only in one phase. The sequential extraction revealed that Cd, Cu, Ni and Zn were distributed in all of the soil forms (exchangeable, reducible, oxidizable and residual), while Cr and Pb were mainly associated to oxidizable and residual forms. About metal bioavailability in the three soils, Cr, Cu, Ni and Zn presented higher concentrations in roots than shoots, contrary to Cd. Plant tissue fractionation allowed the detection of Cd, Cu and Zn associated to the three subcellular components, prevailing metal linked to cell wall and dissolved in the cytoplasm. The multiple regression analysis revealed that the most important soil parameters were total metal content and bounded in different forms, being insignificant the dependence with variables related to soil physicochemical properties, like pH, CEC, or clay and organic matter content. In plants, the most significant parameters were total metal content in shoots and roots, just like metal fraction bounded to cell wall and dissolved in the cytoplasm

Tesis para optar al Grado de Magister en Manejo de Suelos y Aguas / La disponibilidad de investigación sobre la comparación de métodos confiables, rápidos y prácticos de implementar para monitoreo de fertirriego en Chile es insuficiente. Actualmente la estimación de las concentraciones de iones en la solución suelo es obtenida a partir del método del extracto de saturación, el cual requiere de una preparación previa y cercanía a un laboratorio. Con el fin de conocer el comportamiento de un método alternativo de extracción, simple en preparación y filtración, para ser analizado con equipos portátiles, se realizó un estudio comparativo de las determinaciones de pH, CE, concentraciones de macronutrientes, sodio y cloruro mediante la extracción en una relación 1:2 (V/V) de suelo/agua (método holandés) y el método del extracto de saturación en un, suelo franco arcilloso, con fertirriego aplicado a un parronal adulto cv Red Globe, Región Metropolitana de Chile. Desde cada sitio de muestreo, se extrajeron muestras de suelo, según horizontes genéticos, de nueve puntos tomados al azar. Las muestras fueron disgregadas, secadas al aire, tamizadas, homogenizadas y subdivididas en dos submuestras, la primera fue enviada a un laboratorio comercial para la caracterización de la fertilidad y del extracto de saturación y la segunda al Laboratorio de Química de la Facultad de Ciencias Agronómicas para las determinaciones en el método holandés con equipos de terreno. De acuerdo a las evaluaciones, se aceptó la hipótesis solo para el potasio. Para el pH se rechazó la hipótesis; no fue posible comparar ambos métodos para cloruro debido a que el equipo portátil entregó concentraciones por rangos. Para el resto de los nutrientes se aceptó la hipótesis parcialmente en algunos horizontes. Respecto a la correlación, ésta fue estadísticamente significativa (asociatividad positiva) entre ambos métodos en todas las determinaciones químicas, alcanzándose coeficientes de correlación altos (entre 0,896 y 0,824); razonable (0,735) y bajos (entre 0,478 y 0,400). Complementariamente a la correlación de ambos métodos, fue importante contrastarlos en sus datos analíticos a través de la prueba de Chi cuadrado (validación de modelos) que demostró que la confiabilidad entre las discrepancias de ambos métodos fueron para CE; pH; fosfato y potasio, mayores del 70%, mientras que para el resto de los nutrientes se encontraron confiabilidades menores del 70%. / The availability of research comparing reliable, rapid and practical implementation methods for monitoring fertigation in Chile is insufficient. Currently estimation of the concentrations of ions in the soil solution is obtained from the method of saturation extract, which requires previous preparation and proximity to a laboratory. In order to know the behavior of an alternative method of extraction, simple in preparation and filtration, to be analyzed with portable equipments, it was carried out a comparative study of the determinations of pH, EC, concentration of macronutrients, sodium and chloride by extraction in a relationship 1:2 (V/V) of soil/water (Dutch method) and the method of the saturation extract in a clay loam soil, with fertigation and applied to an adult vineyard cv Red Globe, Metropolitan Region of Chile. From each sampling site chosen at random, soil samples according to their genetic horizons were taken from nine points. The samples were disrupted, air-dried, sieved, homogenized and divided into two subsamples, the first was sent to a commercial laboratory for fertility and saturation extract characterization, and the second one was sent to the Soil Chemistry Laboratory of Faculty of Agricultural Sciences for determinations in the Dutch method with field equipments. According to the assessments, the hypothesis was accepted only for potassium and rejected for pH. It was not possible to compare both methods for chlorine due to the portable equipment measured concentrations by ranges. The hypothesis was partially accepted in some horizons for the rest of the nutrients. Regarding the correlation between both methods, this was statistically significant for all chemical determinations (positive association), obtaining high correlation coefficients (between 0.896 and 0.824); reasonable (0.735) and low (between 0.478 and 0.400). Complementary to the correlation of both methods, it was important to contrast their analytical data through Chi square test (model validation) which showed that the reliability between the discrepancies of both methods were greater than 70% for EC, pH, phosphate and potassium, while for the other nutrients reliabilities were under 70%.