Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera Agrónoma / En el presente trabajo se evaluó el efecto que producen distintas prácticas de mejoramiento de las propiedades físicas de un suelo cultivado con vid, evaluando el uso de Avena sativa como cobertura vegetal con y sin la inoculación de lombrices de la especie Lumbricus friendi, aplicación de enmiendas de yeso y un testigo sin manejo. El ensayo se llevó a cabo en la localidad de San Felipe, en la V Región de Valparaíso, durante los años 2008-2011, en un suelo de la Serie Colunquén (Typic Calcixerolls). En parcelas de 12,5 metros de largo por 7 metros de ancho, abarcando dos hileras de vid con sus respectivas entre hileras, se establecieron los siguientes tratamientos: T0, testigo sin cubierta; T1, avena; T2, avena+lombriz; T3, enmienda de yeso (2 Mg ha-1 ). Se tomaron muestras de suelo sobre y entre hilera para los tratamientos T0, T1 y T2 y en la sobre hilera para el tratamiento T3, a tres profundidades (0-20; 20-40 y 40-60 cm) con el fin de evaluar propiedades físicas relevantes. El tratamiento con avena e inoculación de lombrices (T2) tuvo buenos resultados en la funcionalidad del sistema poroso al presentar mayor infiltración acumulada (27 cm h-1 versus 5,8 cm h-1 en T3) y diferencias significativas en el flujo de aire en la sobrehilera (sobre 60 cm h-1 versus 23 cm h-1 en T0 y T3); en la estabilidad de microagregados, ambos tratamientos con cultivos de cobertura (T1 y T2) mostraron el mejor efecto en profundidad. La utilización de un cultivo de cobertura (T1), promovió la menor densidad del suelo en la sobrehilera (1,18 Mg m-3 ) con respecto a la entrehilera (1,40 Mg m-3 ); además, los tratamientos con avena (T1 y T2) disminuyeron la densidad aparente en superficie (0- 20 cm) de la sobrehilera con respecto al testigo (1,44 Mg m-3 ) y al tratamiento con yeso (1,50 Mg m-3) . Ambos tratamientos también mostraron la mayor cantidad de macroporos en superficie. El uso de una cobertura vegetal en T1 mostró efectos positivos en la estructura de suelo, con una menor resistencia mecánica en la sobrehilera (< 2 MPa versus 4 MPa en entrehilera). Ninguno de los manejos afectó los componentes de rendimiento de la vid, aunque T3 (yeso) tendió a disminuir el peso de poda. / In this study was assessed the effect produced by different practices to improve the physical properties of a soil planted with vines, evaluating the use of Avena sativa as mulch with and without inoculation of earthworm specie Lumbricus Friendi, application of gypsum and a control. The trial was held in the town of San Felipe, in the Region V of Valparaiso, during the years 2008-2011. The soil corresponds to Colunquén Serie, a Typic Calcixerolls. The sampling sites were plots of 12.5 meters long and 7 meters wide, comprising two rows of vines with their respective inter rows. The following treatments were established: T0, control without cover; T1, oats; T2, oats + earthworm; T3, gypsum amendment (2 Mg ha-1 ). In T0, T1 and T2 treatments soil samples in and inter row were taken, and in T3 only the row was sampled, all at three depths (0-20, 20-40 and 40-60 cm) in order to evaluate relevant physical properties. The treatment with oat and inoculation of worms (T2) had good results in the functionality of the porous system by presenting higher cumulative infiltration (27 cm h -1 versus 5.8 cm h-1 in T3) and significant differences in airflow location on row (over 60 cm h-1 versus 23 cm h-1 in T0 and T3); microaggregates stability in both cover crop treatments (T1 and T2) had the best effect in depth. The use of a cover crop (T1), promoted the lower density of soil in the vine row (1.18 Mg m-3 ) with respect to the inter-row (1.40 Mg m-3 ); additionally treatments with oats (T1 and T2) decreased bulk density at surface (0-20 cm) compared with the control (1.44 Mg m-3 ) and treatment with gypsum (1.50 Mg m-3 ). Both treatments also showed the greatest amount of surface macropores. The use of cover crop in T1 showed positive effects on soil structure, with lower mechanical strength in the vine row (< 2MPa versus 4 MPa in inter-row). None of the treatments affected yield components of vine, although T3 (gypsum) tended to decrease the weight of pruning.

Geólogo / Los incendios forestales destruyen miles de hectáreas de bosques cada año alrededor del mundo, especialmente durante los meses de verano, y Chile no es la excepción. Durante los meses de verano del año 2017, Chile sufrió una de las mayores catástrofes incendiarias de su historia, en las que se consumieron más de 500 mil hectáreas de bosque a lo largo del país, siendo la VI región del Libertador Bernardo O´Higgins una de las más damnificadas. La literatura indica que a causa de las altas temperaturas alcanzadas es que los suelos pueden llegar a sufrir importantes cambios químicos, físicos, geológicos y geotécnicos. De acuerdo a lo anterior es que este estudio busca caracterizar las modificaciones geológicas de los suelos de la zona Nilahue-Pichilemu por el paso del mega incendio en el verano de 2017. Diferencias en los niveles de destrucción en el área denotan desigualdades de temperatura y tiempo de exposición mientras se desarrollaba el incendio. Por lo anterior, la metodología empleada dividió el área quemada en cuatro zonas de trabajo separadas entre sí según el grado de daño, o severidad, que sufrió la vegetación por el fuego (alto, medio, bajo y zona no quemada). Las zonas donde el fuego fue de intensidad alta y media experimentaron modificaciones mineralógicas, siendo en algunos casos muy pronunciadas. Dentro de los cambios resalta la aparición de propiedades magnéticas y cambios de tonalidades en el suelo superficial que estuvo en contacto directo con el fuego. Los resultados muestran que el magnetismo aumenta en la zona donde el fuego tuvo severidad alta. La coloración por su parte cambió de tonos marrones a negros/grises y rojizos en la zona de mayor severidad. Los suelos de la zona, principalmente suelos residuales de rocas intrusivas graníticas contienen goethita, la cual se transforma en maghemita a alta temperatura. Este cambio sería el responsable de la variación en coloración y magnetismo de las muestras analizadas. A pesar de las temperaturas y nivel de destrucción alcanzados en este incendio, solo fue posible detectar cambios geológicos macroscópicos a nivel superficial en los suelos quemados y es necesario realizar estudios más acabados para ver si existen modificaciones microscópicas en dichos suelos.

La presente investigación tiene como objetivo es evaluar el comportamiento mecánico de un suelo arcilloso con inclusiones de fibras de polipropileno, con la finalidad de mejorar las propiedades del suelo aumentando los valores de sus parámetros de resistencia y retrasando la proliferación de grietas por la disminución en sus cambios volumétricos. Las fibras de polipropileno son utilizadas como refuerzo de una arcilla extraído del distrito de Wanchaq en Cusco. Las fibras de polipropileno son de 0.88 mm de diámetro y 5 mm de longitud en diferentes porcentajes: 0.3%, 0.6%, 0.9% y 1.2% respecto al peso seco del suelo. Se realizaron ensayos en laboratorio tales como la humedad, granulometría por tamizado, gravedad específica de sólidos, límites de consistencia, ensayo de compactación Proctor modificado, CBR y corte directo. Como resultado, se obtuvo que la arcilla de baja compresibilidad y reforzada con 0.3% y 0.6% de fibras, pasó de clasificación de subrasante insuficiente a subrasante regular, según el Manual de Carreteras del MTC, y de subrasante regular a subrasante buena, según la norma CE.010 Pavimentos Urbanos. También se obtuvo que la arcilla reforzada con 0.3% de fibras obtuvo una mejora de los parámetros de resistencia al corte, de ángulo de fricción y cohesión del 34% y 71%, respectivamente, con respecto al suelo sin reforzamiento.

Caracterizar y comprender el comportamiento de un suelo resulta muy complejo debido a sus características heterogéneas y anisotrópicas. Por ello, se plantean modelos constitutivos para representar este comportamiento a base de parámetros mecánicos de resistencia y elasticidad. Cuanto más importante sea el proyecto, más datos confiables necesitará; es decir, mayor número de parámetros. En el caso de suelos granulares, resulta más compleja la obtención de parámetros confiables debido a la dificultad de obtener muestras inalteradas o poco alteradas para realizar ensayos triaxiales. Esta investigación busca plantear métodos alternativos para este propósito y evaluar en qué casos deberá ser importante realizar ensayos triaxiales en arenas. Los parámetros que se utilizarán son aquellos empleados en el modelo básico constitutivo Mohr Coulomb: ángulo de fricción, ángulo de dilatación, módulo de Young y relación de poisson. Para determinar estos parámetros, la investigación se enfocó en los ensayos CPTu, DMT, PMT, Down-Hole y el ensayo triaxial CD. Si bien estos ensayos in situ logran determinar los parámetros de resistencia y elásticos para suelos arenosos, siempre deben estar acompañados de pruebas en las que se obtengan muestras como el ensayo SPT o perforaciones. Finalmente, para proyectos de edificación, el empleo de estos ensayos dependerá de los alcances y del tipo de cimentación a emplear. En este caso, la cimentación será superficial y no va a ser necesario obtener parámetros muy detallados; sin embargo, si el proyecto requiriera de cimentaciones profundas por problemas en el suelo arenoso como la licuefacción, sería importante determinar los parámetros mecánicos con los métodos anteriormente planteados debido a su mayor confiabilidad.

La geotecnia es una rama necesaria para el diseño de cimentaciones, por lo que es esencial conocer las características y parámetros geotécnicos del suelo donde se va a cimentar un proyecto. Para obtener estos, es necesario aplicar una serie de ensayos al suelo inalterado con el objetivo de poder semejar el comportamiento in-situ que este tendría; sin embargo, la obtención de muestras inalteradas en suelos de este tipo resulta ser una tarea casi imposible debido a la ausencia de cohesión y la soltura de las arenas, por lo que para este tipo de suelo es recomendable usar los llamados “ensayos in-situ”. Existe una múltiple variedad de este tipo de ensayos, algunos de los cuales se vienen desarrollando desde muchos años atrás. En la presente investigación, se realizó la revisión de literatura para desarrollar y describir cinco (5) métodos que permitan obtener parámetros geotécnicos para suelos arenosos y se presentan correlaciones necesarias para que sean aplicables a dicho tipo de suelo. Los cinco métodos con las características antes mencionadas son los siguientes: El Penetrómetro Dinámico de Cono (DCP), el cual utiliza un martillo con caída libre que hinca un cono de acero y proporciona una medida de la resistencia a la penetración; el Ensayo de Penetración de Cono o Piezocono (CPT), que consiste en hincar a presión un cono de acero cuya punta tiene un ángulo de 60°, con sensores para medir presiones, resistencias entre otros parámetros; el Presiómetro Ménard (PMT), que es un dispositivo que ejerce presión radial contra el suelo circundante y se lleva un registro de presión contra deformación; el Dilatómetro Plano de Marchetti (DMT), el cual consiste en una paleta afilada de acero, la cual posee una membrana circular de acero en una de sus caras y, una vez que alcanza la profundidad deseada, se hace una prueba de carga lateral con el objetivo de obtener parámetros que sirvan para hacer una predicción de los asentamientos del suelo; finalmente, la técnica de Refracción de Microtremores (ReMi) utiliza un tendido lineal con doce o más geófonos y se registra tanto vibración ambiental (microtremores) como superficial (impactos, vehículos, etc.). Este método permite separar las ondas de Rayleigh de otras ondas elásticas y determina la variación de la velocidad de onda de corte a profundidad con la que se puede caracterizar un perfil estratigráfico y estimar asentamientos. A partir de los métodos desarrollados, se describieron formas para poder obtener los parámetros geotécnicos en suelos arenosos y sus aplicaciones ingenieriles. Además, se comentó la factibilidad de estos ensayos a proyectos del medio local cimentados sobre suelo arenoso, para finalmente elaborar las conclusiones más relevantes en base a lo obtenido y criticar los beneficios o limitaciones que cada ensayo presenta.

El diseño de la cimentación en suelos granulares, se realiza normalmente por asentamiento, debido a que el proceso de consolidación del suelo ocurre de manera muy rápida y, por lo tanto, los asentamientos se producen casi al mismo instante en el que se termina la construcción de una estructura. Asimismo, si bien, la normativa vigente en nuestro país (Norma E.050) establece valores de distorsión angular a partir de los cuales se calcula el asentamiento diferencial y total para las obras de construcción, dependiendo del tipo de obra y de la presencia de grietas, no especifica un método para diseñar las zapatas que cumplan con este asentamiento diferencial. Razón por lo cual, queda a criterio del ingeniero responsable elegir el método por el cual se diseñarán estas zapatas en suelos granulares. Entre ellos, encontramos una gran variedad de modelos para estimar asentamientos en suelos granulares, los cuales han sido desarrollados a partir de pruebas en los suelos, como la prueba de penetración estándar, cono de penetración, carga de placa, dilatómetro, etc. Por lo tanto, la presente investigación tiene como objetivo evaluar los resultados obtenidos al aplicar cinco métodos para el cálculo de asentamiento en suelos granulares. Para ello, se seleccionó cinco métodos que requieren resultados de pruebas de penetración estándar: Terzaghi, Peck & Mesri (1996), Meyerhof (1965), Parry (1971), Burland & Burbidge (1985), D’Apollonia & Asociados (1970), debido a que se cuenta con dichos resultados. Luego se definió los parámetros y valores requeridos para cada método, los cuales se obtuvieron del Estudio de Mecánica de Suelos de un proyecto elaborado con anterioridad. Con dicha información se pudo calcular los asentamientos por cada método en una de las zapatas del proyecto y se realizó la comparación entre ellos. Esta comparación se realizó asumiendo que el valor obtenido por el método de Terzaghi, Peck & Mesri (1996) es el más preciso, debido a que el diseño de la zapata evaluada se realizó aplicando este modelo. Finalmente, se puede concluir que el modelo de Meyerhof presentó la menor variación respecto al valor asumido (5%); mientras que el modelo de Parry presentó la mayor variación (69%). Respecto al modelo de Burland & Burbidge y D’Apollonia & Asociados presentaron una variación igual al 40% y 26%, respectivamente. Sin embargo, si el modelo de Burland & Burbidge hubiera considerado el factor 1.6 que recomendó tras su investigación, se obtendría como resultado una variación cercana a cero.

Los parámetros de resistencia al corte en arcillas son determinantes para obtener el valor de la capacidad portante del suelo y, por ende, en la elaboración de estudios geotécnicos previos a cualquier proyecto de edificaciones o infraestructura. Debido a la habitual presencia de suelos arcillosos en el territorio peruano, existe la obligación de evaluar métodos para la obtención de los parámetros antes mencionados que, aunque involucran la realización ensayos de laboratorio, comprenden también métodos in-situ, cuya demanda es cada vez mayor. Por ello, el presente trabajo de investigación pretende exponer y comparar diversos métodos in-situ que permiten obtener parámetros de resistencia la corte en arcillas, los cuales podrían ser más adecuados para determinar las propiedades del terreno debido a la menor alteración del mismo presente en los ensayos de laboratorio, en vista de la dificultad que significa la extracción de muestras verdaderamente inalteradas. La metodología de la investigación aquí seguida incluye la revisión de fuentes bibliográficas como journals de geotecnia en bases de datos como ASTM y ASCE, de donde también se ha extraído la normativa existente de algunos ensayos tratados en el desarrollo de la investigación y otras fuentes en línea de empresas y profesionales relacionados a la realización de ensayos geotécnicos para describir su procedimiento, los parámetros obtenidos y las limitaciones de cada ensayo. Luego, se comparan los métodos in-situ, con énfasis en la resistencia al corte no drenada Su y se analiza la viabilidad de estos métodos en un proyecto de centro educativo en el distrito limeño de Puente Piedra. Por último, se elaboran las conclusiones de la investigación, donde se resuelve que existen discrepancias entre los resultados obtenidos por cada ensayo in-situ para el valor de Su respecto a ensayos de laboratorio, como la compresión triaxial. Adicionalmente, se señala que el ensayo CPTu es el más óptimo considerando el tiempo y dinero invertido para la realización del ensayo, ofreciendo además una mayor cantidad de parámetros que el resto de ensayos tratados en la investigación.