Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / La producción de biosólidos en Chile ha aumentado significativamente en los últimos años y continuará aumentando en el futuro, debido a esto, se han buscado distintas vías de utilización de estos residuos. La aplicación de biosólidos a los suelos es el destino más viable, sin embargo, es necesario conocer cómo reaccionan los distintos suelos a su aplicación. El objetivo de este estudio fue evaluar, en un suelo tratado con biosólido, la mineralización in vitro del nitrógeno orgánico a nitrógeno amoniacal y nítrico y los cambios en el pH y la conductividad eléctrica (CE). Para ello, se incubaron muestras del suelo Serie Lonquén con tres dosis de biosólidos (equivalentes a 0-30-60 Mg/ha) obtenido desde la planta de tratamiento de aguas servidas El Trebal. La incubación fue a temperatura constante de 28±1 ºC por ocho semanas, a una humedad equivalente al 60% del contenido de agua a -33kPa, la cual se controló por pesada cada dos días. Los contenidos de nitrógeno inorgánico (N-NH4+ y N-NO3-), el pH y la CE se midieron cada siete días. Además, los elementos traza metálicos (Fe, Cu, Mn, Zn, Cr, Cd, Ni y Pb) extraíbles con DTPA se midieron al inicio y al final de la incubación. Según los resultados de la incubación, al aumentar la dosis de biosólido, el pH disminuyó y la conductividad eléctrica del suelo aumentó significativamente en los tres tratamientos. La concentración de nitrógeno inorgánico mostró tendencias contrarias: a medida que el amonio disminuía, por el proceso de nitrificación, aumentaba la concentración de nitratos. En cuanto a los elementos traza metálicos extraíbles con DTPA, hubo un aumento en la concentración de Fe y Pb, mientras que en los otros elementos su concentración disminuyó. La aplicación de biosólidos al suelo Lonquén, provocó cambios en las propiedades químicas observadas en este estudio, los que, en el caso del pH y nitrógeno pueden ser beneficiosos, aunque podrían existir problemas de lixiviación de nitratos hacia las aguas subterráneas con dosis altas de lodos. Además, el aumento en la conductividad eléctrica puede afectar la implementación de sistemas agrícolas con cultivos sensibles a la concentración de sales. Los resultados de este estudio indican que la mineralización in vitro sería una buena herramienta para avanzar en el conocimiento de las interacción suelo-biosólido en los distintos tipos de suelo existentes en el país. / The soil of Lonquén Serie was incubated with three doses of biosolid (0-30-60 Mg / ha) were applied to and incubated in vitro under controlled temperature and humidity. The objective of this study is to evaluate the mineralization of nitrogen to ammonia and nitrate forms, in parallel with changes in pH and electrical conductivity. The parameters were measured every seven days while trace metals were analyzed both at the beginning and at the end of the incubation (Fe, Cu, Mn, Zn, Cr, Cd, Ni and Pb). A reduction of the pH of soils under the three treatments were observed as the dose of sludge increased, while the electrical conductivity increased significantly during the incubation in all the treatments. The concentration of nitrogen showed an increment of nitrates in parallel with the detriment of ammonium linked with the nitrification process. Additionally, in all the treatments, an increased Fe concentration was founde while other metals concentration decreased. The application of sewage sludge to Lonquén Soils led to changes in the chemical properties studied. Although problems of nitrate leaching into groundwater with higher doses of biosolid and the increase of electrical conductivity may affect land use, the reported pH and nitrogen changes may play a role on the improvement of the soil chemical properties.

La presente investigación tiene como fin utilizar residuos agroindustriales en conjunto con Cal, para estabilizar la subrasante pobre de una carretera no pavimentada. Se estudió la influencia de la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA) en conjunto con la Cal para la mejora de las propiedades mecánicas de un suelo arcilloso de baja plasticidad y perteneciente al subgrupo A-6 (8), según AASHTO. Los ensayos que se realizaron fueron, la compactación AASHTO estándar y CBR, para comparar la muestra natural de suelo con las proporciones globales de 5%, 15% y 25% de Material Estabilizante aplicada a esta en estado seco. Así mismo, estas proporciones contienen 4 combinaciones parciales de 100% CBCA; 75%CBCA + 25%Cal; 50%CBCA + 50%Cal; y 100%Cal. Entre los resultados más destacables se tuvieron las mejoras del suelo en características de compactación y CBR, reduciendo la incidencia de la Cal en un 50%. La proporción de material estabilizante que presenta la mejora eficiente e inmediata se obtiene con el 5% de Material Estabilizante respecto a la masa seca de arcilla; con una combinación parcial de 50% de Cal y 50% de CBCA, aumentando el CBR en un 110.81% respecto a la del suelo natural. / The aim of this research work is to use agroindustry’s wastes in conjunction with Lime to stabilize the poor subgrade of an unpaved road. The influence of Sugarcane Bagasse Ash (SCBA) in conjunction with Lime was studied in order to improve the mechanical properties of a low plasticity clayey soil belonging to subgroup A-6 (8), according to AASHTO. The tests that were carried out were the AASHTO standard compaction and CBR, to compare the natural soil sample with the global proportions of 5%, 15% and 25% of Stabilizing Material applied to it in the dry state. Likewise, these proportions contain 4 partial combinations of 100% SCBA; 75% SCBA + 25% Lime; 50% SCBA + 50% Lime; and 100% Lime. Among the most noteworthy results were soil improvements in compaction and CBR characteristics, reducing the incidence of Lime by 50%. The proportion of stabilizing material that presents the immediate and efficient improvement is obtained with 5% Stabilizing Material with respect to the dry mass of clay; with a partial combination of 50% Cal and 50% CBCA, increasing the CBR by 110.81% compared to natural soil’s CBR. / Trabajo de investigación

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / En los últimos años ha aumentado el uso de la cero labranza, debido a que presenta una serie de beneficios comparada con la labranza convencional, tales como reducir el uso de combustibles fósiles, disminuir la erosión y mejorar el drenaje de los suelos. Sin embargo, se ha observado que cultivos en suelos de texturas medias a finas, manejados bajo este sistema, disminuyen sus rendimientos en años lluviosos cuando se compara con la labranza convencional. El objetivo de este trabajo fue recopilar información necesaria para analizar si la disminución del rendimiento de trigo en ambientes mediterráneos está relacionada a un evento de anegamiento, observando sus principales causas y efectos sobre el cultivo de trigo. Para esto se efectuó una recopilación y análisis de diversas revistas científicas y libros especializados vinculados a ciencias del suelo, fisiología vegetal y agronomía. Los antecedentes señalaron que el uso de la cero labranza en suelos de texturas medias a finas está asociado a un problema de compactación superficial, factor que afecta la hidrología del suelo, sugiriendo la posibilidad de eventos de anegamiento durante el periodo de lluvias. Junto a esto, dicho estrés altera la difusión del oxígeno en el suelo, provocando una disminución en su concentración y el aumento de compuestos potencialmente tóxicos para el cultivo. A nivel de planta, el anegamiento causa una crisis energética, con una disminución en el intercambio gaseoso y en la absorción de agua y nutrientes, que se traducen

Existen estudios sobre las mejoras mecánicas que le brinda la adición de cal y CCA a los suelos arcillosos naturalmente plásticos con más de 70% de material fino en su composición. Sin embargo, el comportamiento de arcillas arenosas con un porcentaje de granos gruesos mayor al 40% carece de investigación. Este análisis evalúa la influencia que tiene la ceniza de cáscara de arroz en la estabilización con cal a esta clase de suelos. Tras la adición de cal el CBR incrementó en 11.20 veces su valor inicial; al agregarle la ceniza, el CBR osciló entre valores de 45% y 50% hasta que al agregarle 28% de CCA se reportó un decrecimiento sustancial en su resistencia. La trabajabilidad del suelo mejoró y las mezclas con más ceniza resultaron como clasificaciones de un material más granular con un valor de IG 0, según la clasificación AASHTO. El valor máximo de CBR fue con 3% cal y 16% CCA alcanzando 51.3% de CBR, con una MDS de 1.65g/cm3 y un OCH de 15.80%, recalcando que se obtuvo un 1.56% de mayor resistencia a comparación del suelo estabilizado solo con cal. La tendencia del CBR con la adición de ceniza es disminuir su valor, por lo que para suelos arcillosos con alto contenido de silicio no se recomienda la combinación de ambos agentes estabilizantes. / There are many studies about how the addition of lime and rice husk ash (RHA) gives the soil a better mechanical behavior, particularly on clayey soils, where usually fine particles reach more than 75%. However, the soils with a small presence of fine particles (59-60%) do not have much research. This analysis evaluates the influence that RHA has on this kind of soil stabilized with 3% of lime. After the initial mix of soil-lime, CBR increased 11.2 times its initial value; within the addition of the ash, the CBR averaged between 45-50% up until 28% of RHA was added, where the results decreased considerably. Soil workability improved and the specimens with more ash resulted in a more granular material, with a group index value 0 following the AASHTO standards. The greatest CBR record was obtained with the specimen of 16% RHA, 3% lime and soil, reaching a 51.3% CBR, 1.58g/cm3 of MDD and 16.5% of OMC. Yet, it only showed a 1.55% more resistance than the lime-soil specimen. The CBR with more presence of RHA tends to decrease its value, therefore for silica-rich clayey soils, the addition of lime by itself should be enough for an adequate performance. / Trabajo de investigación

Esta investigación estudia la adición de la ceniza de cáscara de arroz y bagazo de caña de azúcar en suelos arcillosos para su función como subrasantes en obras de pavimentación. La ceniza de cáscara de arroz y el bagazo de caña de azúcar son residuos orgánicos que se encuentran en mayor cantidad en los departamentos de San Martín y La Libertad respectivamente. De la totalidad de toneladas de cáscara de arroz generadas en el país, alrededor del 20% constituye la ceniza de la cáscara de arroz. Así mismo alrededor del 25% de caña de azúcar producida en el país constituye el bagazo, según el ministerio de agricultura en el 2017. La investigación radica en la búsqueda de métodos alternativos a la estabilización de suelos, para comprobar que estos agregados son viables en su utilización para la estabilización de subrasantes se realizaron en laboratorio ensayos de características químicas, físicas y mecánicas; En diferentes porcentajes para evaluar su respuesta como estabilizadores primarios. Finalmente, la investigación deduce el impacto ambiental ocasionado por nuestra propuesta. / This research studies the addition of rice ash and sugar bagasse in clay soils for their function as subgrade in paving works. Rice husk ash and sugar from sugarcane are the organic residues most found in the departments of San Martín and La Libertad, of all the tons of rice husk generated in the country, around the 20% is the ash of the rice husk. Likewise, around 25% of the sugar production in the country is bagasse, according to the Ministry of Agriculture in 2017. The research is based on the search for alternative methods to soil stabilization, to verify that these aggregates are viable in their use for the stabilization of subgrades in chemical, physical and mechanical clinical trials. In different percentages to evaluate their response as primary stabilizers. Finally, the research deduces the environmental impact caused by our proposal. / Tesis

El propósito de este trabajo de investigación es la caracterización mineralógica de la fracción arcillosa (<2µm) de tres muestras de suelos tropicales, seleccionadas de la Reserva Forestal de la Universidad Agraria de la Selva, localizada en la región Huanuco-Perú, enfatizando el estudio de los óxidos e hidróxidos de hierro (oxihidróxidos de hierro) y los minerales arcillosos presentes en las muestras con la ayuda del método químico de disolución selectiva ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) para la disolución de óxidos de hierro cristalinos. Las técnicas analíticas como difractometría de rayos X (DRX) y espectroscopia Mössbauer por transmisión (EMT) a temperatura ambiente (TA) y 110 K fueron usadas para los análisis respectivos. Estos suelos tropicales han sufrido fuertes procesos de meteorización teniendo como resultado valores de pH ligeramente a fuertemente ácidos (< 6,4). Los valores bajos de pH afecta la estabilidad de los minerales primarios causando la pérdida de silicio e incrementando la concentración de óxidos de hierro y aluminio. La concentración de goethita en las muestras estudiadas está relacionada al bajo valor de pH lo cual crea un ambiente adecuado para la preservación de este hidróxido de hierro. En los difractogramas de rayos X de las fracciones arcillosas no tratadas, se evidencia que algunos minerales pobremente cristalinos están presentes mientras que, después del tratamiento selectivo se observa la presencia de nuevas fases de alúmino silicatos cristalinos y también la desaparición o disminución de algunas fases relacionadas con óxidos e hidróxidos de hierro en algunas de las fracciones arcillosas estudiadas. Los análisis de los espectros Mössbauer a temperatura ambiente y de nitrógeno líquido (110 K) validan que parte del hierro presente en las fracciones arcillosas forman fases magnéticas como hematita y goethita. Los dobletes paramagnéticos de Fe3+ y Fe2+ de los espectros Mössbauer están atribuidos a las presencia de alúmino silicatos en estas fracciones. Los sitios ocupados por Fe2+ en los espectros a 110 K, los cuales no son visibles en los espectros a TA, podría ser explicado en términos de un proceso de transferencia de carga electrónica de intervalencia (intervalence charge transfer (IVCT)), activo a TA pero suprimido a 110 K. / Tesis

Plantea obtener valores cuantitativos del índice de inestabilidad de laderas en suelos arcillosos mediante un modelo matemático basado en la regresión lineal múltiple que finalmente determine el desplazamiento de la ladera en estudio. El ámbito de investigación o muestra correspondió al tramo 0+840 a 0+980 de la carretera de acceso a la urbanización El Pinar en la localidad de Huaraz, Áncash, cuya información recolectada durante el periodo enero y diciembre 2015, generó 47 datos, de los cuales 15 datos finales correspondieron a la etapa experimental o de comprobación mediante el grupo control establecido. El modelo matemático se generó mediante aplicación del software Eviews 7, ecuación experimental resultante de ajuste lineal múltiple definida a través de la siguiente relación: I = -0.080227 + 0.002389(w) + 0.0580063(1/p) - 1.02x10-05(SC), Obteniéndose mediante aplicación de la fórmula, un desplazamiento de la ladera en estudio, interpretada como desplazamiento lento. / Tesis

La presente tesis tiene como enfoque el mejoramiento de las propiedades físicas, mecánicas y de resistencia de un suelo extraído del Barrio de San Cristóbal en Huancavelica. Para este propósito se emplearon materiales de fácil acceso en el Perú como la puzolana natural de origen volcánico de la localidad de huando y el polvo de ladrillo adquirido de una segunda reutilización de fuentes locales. Asimismo, se empleará un biopolímero conocido como goma guar cuya elaboración es basada en una semilla natural, la cual es procesada en forma de polvo y desarrollada industrialmente. En el análisis se evaluará el comportamiento del suelo frente a la adición de 10% de ladrillo y 5%, 10% y 15% de puzolana natural, del mismo modo se efectuará con la goma guar a un 1%, 2% y 3%. Este estudio tomará en consideración la aplicación de ensayos de Granulometría, Hidrometría, Límites de Atterberg, Proctor Modificado y Corte Directo. Se concluye que las adiciones mejoran el comportamiento de suelos arcillosos al disminuir el índice de plasticidad, incrementar el grado de compactación y mejorar los parámetros geotécnicos. / This thesis focuses on improving the physical, mechanical and resistance properties of a soil extracted from the San Cristóbal in Huancavelica. For this purpose, materials easily accessible in Peru were used, such as the natural pozzolana of volcanic origin from the town of Huando and the brick dust acquired from a second reuse from local sources. Likewise, a biopolymer known as guar gum will be used, the elaboration of which is based on a natural seed, which is processed in powder form and industrially developed. The analysis will evaluate the behavior of the soil with the addition of 10% brick and 5%, 10% and 15% natural pozzolan, in the same way it will be carried out with guar gum at 1%, 2% and 3%. This study will take into consideration the application of Granulometry, Hydrometry, Atterberg Limits, Modified Proctor and Direct Shear tests. It is concluded that the additions improve the behavior of soft soils by decreasing the plasticity index, increasing the relative compaction and improving the geotechnical parameters. / Tesis

El presente trabajo de investigación tiene como fin determinar el porcentaje optimo del uso del material estabilizante, compuesto por la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA), y cal, con un enfoque económico y efectividad de uso en tanto a mejora del porcentaje de CBR de la subrasante clasificada como pobre o inadecuada. Dentro del marco de desarrollo del trabajo se encuentra el estudio de la influencia de la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA) en el suelo natural, del mismo modo que la cal; esto para entender los cambios en las propiedades físicas y mecánicas de la mezcla. El suelo en estudio es un suelo arcilloso de baja plasticidad según SUCS, y según AASHTO un A-6(8); este mezclado con 5%, 15% y 25% de Material Estabilizante respecto a la masa seca, con combinaciones, 100% CBCA, 75%CBCA y 25%Cal, 50%CBCA y 50%Cal, 100%Cal. Todas las Combinaciones especificadas se ensayaron para Proctor y CBR, y luego se analizaron cada uno de los resultados mediante un diagrama de Líneas para los dos ensayos. La proporción de material estabilizante es el 5% respecto a la masa seca de arcilla que presenta la mejora eficiente e inmediata el CBR, aumentando en un 110.81% respecto a la del suelo natural, y la densidad, aumentando en 54.7% respecto al suelo natural. Este porcentaje está compuesto por la combinación parcial de 50% de Cal y 50% de CBCA seleccionada con fines económicos, con la reducción de aplicación de cal. / The aim of this research work is to use agroindustry’s wastes in conjunction with traditional stabilizers, such as lime, to solve the problem of unpaved roads with poor or inadequate subgrade according to their CBR value. The fundamental objective of this research work was to study the influence of Sugar Cane Bagasse Ash (CBCA) in conjunction with Lime to enhancement the mechanical properties of low plasticity clay soils, according to AASHTO a A-6 (8) sub group’s soil. Likewise, some tests that were carried out in the research were the AASHTO standard compaction tests and CBR, to compare the natural soil sample and the global combinations 5%, 15% and 25% of Stabilizing Material applied to the natural soil, containing each of these the next four proportions (100% CBCA, 75% CBCA and 25% Cal, 50% CBCA and 50% Cal, 100% Cal). Among the most noteworthy results were soil improvements in compaction and CBR characteristics, reducing the incidence of Lime by 50%. The proportion of stabilizing material that presents the immediate and efficient enhancement is obtained with 5% Stabilizing Material, respect to the clay’s dry mass; with a partial combination of 50% of Lime and 50% of CBCA, increasing the CBR by 110.81% with respect to the natural soil’s CBR. / Tesis

En el Perú y en el resto del mundo los proyectos de infraestructura vial contemplan complicaciones debido a la presencia de arcillas. La principal razón de estos problemas se debe a sus malas características mecánicas (máxima densidad seca, CBR, etc.). Esto puede causar que en su periodo de servicio se presente deterioro o colapso, los cuales sumaran como gastos extras en los mantenimientos. Sin embargo, diversos estudios concuerdan en realizar el método de estabilización con escoria de acero, para el mejoramiento de suelos arcillosos. El presente estudio realizó el análisis de la estabilización del suelo de la ruta N°LI-810 con trayectoria: Emp.PE-3N (Quiruvilca) – Bandurria con escoria de acero blanca proveniente de SIDERPERU. Los ensayos se llevaron a cabo con diversos porcentajes de escoria de acero blanca (7.5%, 15% y 22.5%) según al peso de la muestra. Los ensayos de laboratorios dieron como resultado la disminución de su índice de plasticidad y el aumento en sus valores de resistencia (Proctor Modificado y CBR). Analizando los efectos de la estabilización, se captó que el 10% de escoria de acero blanca según al peso de la muestra, es el porcentaje optimo que logra aumentar su CBR a un 3% (porcentaje mínimo establecido por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones) y transformarlo de una subrasante inadecuada a una subrasante pobre que se pueda utilizar con fines viales. / In Peru and the rest of the world, road infrastructure projects include complications caused by presence of clays. The main reason for these problems is due to their poor mechanical characteristics (maximum dry density, CBR, etc.). This can cause deterioration or collapse in your service period, which will add up as extra expenses in maintenance. However, various studies agree on the method of stabilization with steel slag, for the improvement of clay soils. The present study makes the analysis of the stabilization of the soil of route N°LI-810 con trayectoria: Emp.PE-3N (Quiruvilca) – Bandurria with white steel slag from SIDERPERU. The tests were made with different percentages of white steel slag (7.5%, 15% and 22.5%) according to the weight of the sample. Laboratory tests resulted in a decrease in its plasticity index and an increase in its resistance values (Modified Proctor and CBR). Analyzing the effects of stabilization, it was found that 10% of white steel slag according to the weight of the sample, is the optimal percentage that manages to increase its CBR to 3% (minimum percentage established by Ministerio de Transportes y Comunicaciones) and transform it from an unsuitable subgrade to a poor subgrade that can be used for highway purposes. / Tesis