La eliminación de los desechos de la industria papelera es un problema de creciente importancia en el mundo debido a que aumenta con la demanda de papel y productos similares. Entre estos desechos se tienen a los lodos celulósicos, cuyo transporte hacia los rellenos sanitarios genera un gasto considerable a las empresas papeleras y un impacto negativo en el medio ambiente por la emisión de gases de efecto invernadero durante su descomposición. No obstante en los últimos quince años se han llevado a cabo investigaciones sobre los posibles usos de los lodos de papel, llegando hoy en día a tener aplicaciones en la agricultura, en la industria cerámica y fuentes energéticas, entre otros. El objetivo del presente trabajo es el estudio de las propiedades de mezclas de lodos de papel, cemento y arcilla del tipo bentonita sódica, en la perspectiva de obtener un material compuesto de propiedades adecuadas para la fabricación de materiales de construcción de bajo costo en el Perú. La metodología para el este estudio incluye la elaboración de muestras con distintas composiciones de mezcla de lodos de papel, pasta de cemento y pasta de bentonita sódica, de acuerdo al diseño experimental. Dichos constituyentes se mezclan para posteriormente comprimirlos en un molde a una presión determinada y eliminar el exceso de agua, así como conseguir una mejor compactación y acabado de la muestra. Las muestras resultantes fueron sometidas a ensayos de flexión, compresión, densidad y absorción de agua, para conocer las propiedades respectivas del material compuesto y establecer la posibilidad de su uso en la fabricación de paneles, calaminas y ladrillos teniendo como referencia las normas ASTM (American Society for Testing Materials). Como resultado, se determinó que el material compuesto con la mejor combinación de propiedades mecánicas para la fabricación de paneles y calaminas fue el obtenido a partir de 45% de cemento, 40% de lodos de papel y 15% de bentonita sódica, superando los valores de resistencia a la flexión, momento de rotura y manipulabilidad requeridos por la norma ASTM C1225. Así mismo el material compuesto de 50% de cemento, 30% de lodos de papel y un 20% de bentonita sódica supera la resistencia a la compresión mínima establecida por la NTP.399.611 y NTP 399.613, normas técnicas peruanas de pavimentos y ladrillos respectivamente.

En la presente investigación se presenta el desarrollo de macromodelos numéricos de pilas y de muretes de albañilería de arcilla con la aplicación del Método de Elementos Finitos en el programa de computadora Abaqus. El objetivo de este trabajo es calibrar las propiedades plásticas de la albañilería ensayada en laboratorio para así, caracterizar su comportamiento estructural a compresión y tracción. Con este objetivo, cuatro pilas y cuatro muretes se ensayaron a compresión uniaxial y compresión diagonal, respectivamente. De dichos ensayos se obtuvieron la resistencia máxima a compresión y tracción, módulo de elasticidad, módulo de corte, y las curvas carga-deformación del material, principalmente, en la etapa elástica de su comportamiento. La metodología comprendió revisión bibliográfica, participación en ensayos de laboratorio, evaluación de resultados de ensayos y, a partir de este análisis de resultados, la calibración de las propiedades mecánicas inelásticas. A futuro, se espera que las propiedades que se calibren del material se puedan emplear para el diseño y modelamiento de estructuras más complejas hechas de albañilería de arcilla; lo cual se considera de importancia debido a la significativa presencia de este material en el país y la necesidad de estimar su respuesta estructural más allá del rango elástico por encontrarse el Perú en una zona sísmica.

El presente trabajo se centró en el estudio de la capacidad de adsorción del fenol, 2- nitrofenol, 2,4-dinitrofenol, 2-clorofenol y 2,4-diclorofenol utilizando arcillas organofílicas (CPHDTMA y FS-HDTMA) como adsorbentes. Además, se evaluó el efecto de la naturaleza de la arcilla y el efecto que pueden tener los grupos funcionales (-NO2 y -Cl) mono- y disustituido en el fenol en la capacidad de adsorción. Las arcillas organofílicas fueron preparadas por intercambio catiónico a partir de una arcilla natural (FS) y una arcilla homoionizada (CP), utilizando como catión amónico el hexadeciltrimetilamonio (HDTMA). La caracterización fisicoquímica se realizó mediante DRX, SEM-EDX, FTIR, TG, sorción de N2, acidez y basicidad y punto de carga cero, con lo que se pudo conocer la morfología, la estructura y las propiedades superficiales de los materiales adsorbentes En base a la capacidad de adsorción se observó el siguiente orden de retención de los adsorbatos: fenol < monosustituidos < disustituidos. La mayor adsorción se obtuvo con la CPHDTMA. Los resultados de las isotermas mostraron que la adsorción se llevó a cabo sobre una superficie mixta, donde la energía de adsorción se redujo con el grado de ocupación de los sitios activos. El proceso de adsorción se llevó a cabo por una combinación del mecanismo de partición y de atracción electrostática. El pH tuvo un rol importante en la capacidad de adsorción, ya que influyó en la carga superficial del adsorbente. El incremento de la fuerza iónica mejoró la capacidad de adsorción, este comportamiento fue explicado por el efecto de salting out. Se evidenció una mayor adsorción de los clorofenoles por ser de carácter más hidrofóbico que los nitrofenoles, en estos últimos la adsorción fue proporcional a su polaridad, mientras que en los clorofenoles la adsorción fue proporcional a su constante de partición log Pow. / The present work is based on the study of the adsorption capacity of phenol, 2- nitrophenol, 2-chlorophenol, 2,4-dinitrophenol and 2,4-dichlorophenol using organophilic clays (CP-HDTMA and FS-HDTMA) as adsorbents. The favorable adsorption conditions were evaluated, as well as the influence of -NO2 or –Cl in phenol mono and disubstituted on the adsorption process. Organophilic clays were prepared by cation exchange with hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) as the ammonium cation and natural clays (FS) and homoionic clay (CP). The physicochemical characterization of the materials was performed using XRD, SEM-EDX, FTIR, TG, N2 sorption, Boehm titration and point of zero charge; this allowed understanding the morphology, the structure and the surface properties of adsorbent materials. The best-fit model for the kinetic curves was the pseudo-second order model based on the adsorption capacity the following order of retention of the adsorbates was observed: phenol<monosubstituted<disubstituted. The highest adsorption was obtained with CP-HDTMA. Results showed that the adsorption was carried out on a heterogeneous surface, where the adsorption energy was reduced with the degree of occupation of the active sites. The pH had an important role in the adsorption capacity of the studied phenolic compounds. The adsorption process was carried out by a combination of partitioning mechanism and electrostatic attraction. The effect of ionic strength suggested an improvement in the adsorption capacity when the electrolyte concentration increases, this behavior can be explained by salting out effect. Higher adsorptions of chlorophenols were obtained because they are more hydrophobic than nitrophenols. In the latter the adsorption was proportional to its polarity and in the chlorophenols groups the adsorption was proportional to its partition constant log Pow. / Trabajo de investigación

El ser humano se enfrenta cada vez a mayores retos geotécnicos para construir estructuras, ya que las zonas geológica y geotécnicamente favorables son cada vez más escasas. Una de las técnicas más antiguas y que siguen siendo utilizadas para el mejoramiento del terreno es el uso de la precarga. El objetivo de la precarga en suelos blandos saturados es reducir el asentamiento cuando se lleva a cabo la construcción real en el sitio. Este objetivo se logra acelerando el proceso de consolidación de estos suelos, ejerciendo presiones e implementando medios para el drenaje de agua. En esta investigación se busca comparar los distintos tipos de precarga que son ejecutados en proyectos de ingeniería, los cuales son el sistema de precarga con material de relleno y con vacío. Este último tiene dos tipos: precarga con vacío con membrana hermética y precarga con vacío de dren a dren. Se recopila información de cada uno de estos sistemas, tanto en sus características propias y como su aplicación en distintas obras de ingeniería. Al finalizar, se presentan tablas comparativas de cada método, donde se detallan ventajas, aplicabilidad, desventajas y limitaciones.

Current construction industry is responsible for a large amount of greenhouse gas emissions due to the widespread use of building materials with high-embodied energy such as ordinary Portland cement-based materials and steel. Therefore, this thesis presents the development of a new eco-friendly building material based on a geopolymer matrix produced with Fired Clay Brick Powder (FCBP) and reinforced with natural fibers as a low CO2 alternative for the traditional building materials. With this purpose, a review of recent advances in the application of geopolymer composites and geopolymers reinforced with natural fibers in the construction industry were first presented. This review covers two major eco-friendly materials for construction: first, geopolymers obtained from industrial by-products and waste materials, such as fly ash, ground granulated blast furnace slag, construction and demolition wastes and main tailings; and second, natural fibers used as reinforcement for geopolymer composite materials. Literature review allowed the definition of morphology, size, and the molar ratio of SiO2/Al2O3 in the raw material, together with the alkaline solution/solid ratio, NaOH concentration, SiO2/M2O molar ratio in the total alkaline solution and the curing conditions as key parameters in the formulation of geopolymers. It has been also found that the type, pre-treatment, amount and length of the natural fibers play an important role in the reinforcement of geopolymer matrices. Once key parameters of geopolymer composites production were identified, an attempt for the formalization of a methodology to improve the compressive strength of FCBP-based geopolymers is presented. The tests allowed the definition of optimum conditions of the FCBP-based geopolymers formulation and curing conditions, which resulted in a cementitious matrix with high compression strengths of up to 37 MPa. Nevertheless, high-strength geopolymers evidenced a fragile behavior and low ductility similar to Portland cement-based materials. Therefore, the last part of the work was focused on the evaluation of natural cellulose fibers (jute and sisal) as reinforcement of FCBP-based geopolymers. The results indicated that jute and sisal fiber addition at the optimum content significantly improved the compressive, splitting tensile and flexural strength with respect to the unreinforced geopolymer matrix and lead to a shifting of the failure mode from a brittle to a more ductile failure in all mechanical tests. / Tesis

El presente trabajo de tesis tiene como finalidad el estudio de la adsorción de los aniones nitrato y nitrito en soluciones acuosas empleando arcillas organofílicas como adsorbentes. Las arcillas organofílicas se obtuvieron mediante la sustitución de los cationes de cambio presentes en las arcillas precursoras por cationes amonio cuaternario, para ello se emplearon dos arcillas precursoras, una arcilla cálcica natural (FS) y la misma arcilla intercambiada con Na+ (CP) y dos cationes amonio hexadeciltrimetilamonio (HDTMA) y benciltrietilamonio (BTEA) con cantidades equivalentes a 1.5, 2.5 y 4.0 de capacidad de intercambio catiónico (C.E.C.) de la arcilla precursora. Para determinar las características estructurales, morfológicas y texturales de las arcillas precursoras y organofílicas se emplearon técnicas analíticas e instrumentales. Los difractogramas de rayos X (DRX) obtenidos mostraron una variación significativa en el espaciado basal d001 entre las arcillas precursoras y las arcillas organofílicas. Además, la presencia de los grupos –CH2 y C-N en los espectros FTIR confirmaron la presencia de los cationes amónicos en las arcillas organofílica. Este intercambio también fue evidenciado mediante la titulación Boehm y el análisis del punto de carga cero. Del análisis de sorción de N2 se observó una reducción del área superficial en las arcillas organofílicas. Considerando la capacidad de adsorción de las arcillas organofílicas para ambos aniones (nitrato y nitrito) se encontró el siguiente orden: CP-HDTMA-4.0 > CP-HDTMA-2.5 > FS-HDTMA- 4.0 > FS-HDTMA-2.5 > CP-HDTMA-1.5 > > FS-HDTMA-1.5 > CP-BTEA-4.0 > CP-BTEA-2.5 > FS-BTEA- 4.0 > FS-BTEA-2.5 > CP-BTEA-1.5 > FS-BTEA-1.5. La adsorción de nitrato y nitrito fue rápida en los primeros minutos logrando alcanzar el equilibrio entre los 8 - 15 min. El modelo cinético que presentó un mejor ajuste con los resultados experimentales de la adsorción de ambos aniones fue el de pseudo-segundo orden. Con respecto a las isotermas de adsorción de nitrato se encontró un mejor ajuste con los modelos de Redlich-Peterson y Langmuir, mientras que para la adsorción de nitrito, las isotermas se correlacionaron mejor con el modelo de Langmuir. Al evaluar los factores que influyen en la capacidad de adsorción de nitrato y nitrito se logró alcanzar la máxima adsorción a pH = 4 y con una cantidad de sal amónica equivalente a 4.0 C.E.C de la arcilla precursora, mientras que a pH = 10 y con una cantidad de sal amónica de 1.5 C.E.C se obtuvo una mínima adsorción. / The present thesis aimed to study the adsorption of nitrate and nitrite anions in aqueous solutions using organophilic clays as adsorbents. The organophilic clays were obtained by replacing the exchange cations present in the precursor clays with quaternary ammonium cations. For this purpose, two precursor clays were used, was the one natural calcium clay (FS) and the other was the same clay exchanged with Na+ (CP) and two ammonium cations, hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) and benzyltriethylammonium (BTEA) with amounts equivalent to 1.5, 2.5 and 4.0 cation exchange capacity (C.E.C) of the precursor clay. In order to determine the structural, morphological and textural characteristics of the precursor clays and the organophilic clays, instrumental and analytical techniques were used. The obtained X-ray diffractograms (XRD) showed a significant variation in the basal spacing d001 between the precursor clays and the organophilic clays. In addition, the presence of the -CH2 and C-N groups in the FTIR spectra confirmed the presence of the ammonium cations in the organophilic clays. This exchange was also evidenced by the Boehm titration and the zero charge point analysis. From the N2 sorption analysis, a reduction of the surface area was observed. Considering the adsorption capacity of the organophilic clays for both anions, the following order was found: CP-HDTMA-4.0 > CP-HDTMA-2.5 > FS-HDTMA-4.0, FS-HDTMA-2.5 > CPHDTMA- 1.5 > FS-HDTMA-1.5 > CP-BTEA-4.0 > CP-BTEA-2.5 > FS-BTEA-4.0 > FS-BTEA-2.5 > CPBTEA- 1.5 > FS-BTEA-1.5. The adsorption of nitrate and nitrite was fast in the first few minutes, reaching equilibrium at 8 - 15 min. The kinetic model that presented a better fit with the experimental results of the adsorption of both anions was pseudo-second order. With respect to the nitrate adsorption isotherms, a better fit was found with the Redlich-Peterson and Langmuir models, while for the nitrite adsorption, the isotherms were better correlated with the Langmuir model. When evaluating the factors that influence the adsorption capacity of nitrate and nitrite, it was possible to reach the maximum adsorption at pH = 4 and with an amount of ammonium salt equivalent to 4.0 C.E.C of the precursor clay, while at pH = 10 and with an amount of ammonium salt of 1.5 C.E.C a minimum adsorption was obtained. / Tesis

[ES] La presente tesis profundiza en el saber metodológico, material y simbólico del tipo de bien cultural categorizado como "escultura arquitectónica en terracruda", dirigiéndolo a dilucidar los problemas conservativos que le son característicos. Para ello parte de la hipótesis según la cual el empleo simbólico de la tierra con fines espirituales es el que habría conducido al desarrollo de un método o conjunto de técnicas encaminadas a la representación de la divinidad mediante este material, las cuales podrían mostrar un patrón de elaboración común repetido a lo largo del tiempo y preservado hasta nuestros días. En la verificación de dicha hipótesis se emplea un enfoque multimodal, comparando: los datos obtenidos del estudio de la bibliografía histórico-arqueológica, la documentación del conocimiento tradicional conservado en el noroeste de la India y algunas áreas del Himalaya y los análisis de muestras de ejemplos de esculturas arqueológicas de entre los siglos V y X d.C., procedentes en los yacimientos budistas de Tepe Narenj y Qol-e-tut (Kabul, Afganistán). Los resultados demuestran la existencia de un patrón de elaboración común y por lo tanto la conexión de este tipo de obras con un saber milenario preservado durante más de 2.000 años en algunas regiones de Asia. Con ello, no sólo se amplía el conocimiento científico que hasta hoy se tenía de esta clase de obras y se sientan las bases para un protocolo de actuación dirigido a mejorar su conservación en caso de ser halladas en contexto arqueológico, si no que los resultados ofrecen una nueva perspectiva de estudio, a la vez que sirven para inspirar futuras líneas de intervención más acordes con su naturaleza y significado. / [CA] La present tesi aprofundeix en el saber metodològic, material i simbòlic del tipus de bé cultural categoritzat com "escultura arquitectònica en terracrua", dirigint-lo a dilucidar els problemes conservatius que li són característics. Per fer-ho parteix de la hipòtesi segons la qual l'ús simbòlic de la terra amb finalitats espirituals és el que hauria conduït a el desenvolupament d'un mètode o conjunt de tècniques encaminades a la representació de la divinitat mitjançant aquest material, les quals podrien mostrar un patró d'elaboració comú repetit al llarg de el temps i preservat fins als nostres dies. En la verificació d'aquesta hipòtesi s'ha emprat un enfoc multimodal, comparant: les dades obtingudes mitjançant l'estudi de la bibliografia històrico-arqueològica, la documentació del coneixement tradicional conservat al nord-oest de l'Índia i algunes àrees de l'Himàlaia i les anàlisis de mostres d'exemples d'escultures arqueològiques d'entre els segles V i X dC, procedents en els jaciments budistes de Tepe Narenj i Qol-e-tut (Kabul, Afganistan). Els resultats demostren l'existència d'un patró d'elaboració comú i per tant la connexió d'aquest tipus d'obres amb un saber mil·lenari preservat durant més de 2.000 anys en algunes regions d'Àsia. Les dades obtingudes no tan sols amplien el coneixement científic que fins avui es tenia d'aquesta classe d'obres, posant les bases per a un protocol d'actuació dirigit a millorar la seva conservació en cas de ser trobades en context arqueològic, sinó que també ofereixen una nova perspectiva d'estudi, alhora que serveixen per inspirar futures línies d'intervenció més d'acord amb la seva naturalesa i significat. / [EN] The present thesis delves into the methodological, material, and symbolic knowledge of a type of cultural heritage categorized as "architectural sculpture in terracruda" to elucidate the conservation problems that are characteristic of it. To this end, it is based on the hypothesis that the symbolic use of "earth" for spiritual purposes is what would have led to the development of a method or set of techniques aimed at the representation of the divinity through this material, which could show a common pattern of elaboration repeated over time and preserved to the present day. A multimodal approach is used to verify this hypothesis, comparing the data obtained through the study of the historical-archaeological literature, the documentation of traditional knowledge preserved in north-western India and some areas of the Himalayas and the analysis of archaeological samples of sculptures from the 5th to 10th centuries A.D., from the Buddhist sites of Tepe Narenj and Qol-e-tut (Kabul, Afghanistan). The results demonstrate the existence of a common pattern of elaboration and therefore the connection of this type of works with a millenary knowledge preserved for more than 2,000 years in some regions of Asia. This not only broadens the scientific knowledge of this type of work and lays the foundations for an action protocol aimed at improving their conservation in case they are found in an archaeological context, but the results also offer a new perspective of study, while serving to inspire future lines of intervention more in line with their nature and significance. / Gracias a la valiosa ayuda de la National Geographic Society (EC-59568C-19) / López Prat, M. (2021). La escultura arquitectónica en terracruda: análisis tecnológico basado en la evidencia histórico-arqueológica y el estudio del conocimiento tradicional [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/174682 / TESIS

La presencia de suelo arcilloso en la subrasante de un pavimento puede producir deformaciones que afectan al pavimento, ya sea con hundimientos o fisuras en la carretera. Para contrarrestar este problema, es necesario modificar las propiedades de la subrasante y que, estas a su vez, cumplan con las especificaciones técnicas recomendadas por el Manual de Carreteras. Adicionalmente, para el caso de los suelos arcillosos, el Manual recomienda realizar estabilización química, la cual se realiza con la incorporación de aditivos, siendo los más comunes la cal y el cemento Portland. Sin embargo, debido a que estos aditivos producen contaminantes, tanto en su obtención como en su aplicación, en la presente investigación se plantea el uso de las cenizas de bagazo de caña de azúcar, un desecho industrial con alta actividad puzolánica. Además, debido a su composición, las cenizas mejoran las características físicas y mecánicas del suelo arcilloso; esto se verifica por medio de ensayos de laboratorio y se demuestra que el suelo mejora sus propiedades físicas y mecánicas con la incorporación de las cenizas de bagazo. Es por ese motivo que se analizan los cambios de estas propiedades y cómo estos influyen en la mejora del suelo. Finalmente, se planteó el uso de las cenizas de bagazo junto con la cal para obtener un mejor rendimiento, para el cual se obtuvo mayor eficacia al utilizarle ambos aditivos.

La presente investigación tiene por finalidad corroborar los siguientes ensayos de campo: Ensayo de “Resistencia Seca” Ensayo de “Control de Fisuras con Arena Gruesa”. Cabe mencionar, que dichos ensayos fueron propuestos dentro de las conclusiones de la “Investigación Científica Innovativa: Edificaciones de Adobe en Áreas Sísmicas” realizada por la Pontificia Universidad Católica de Perú en el año de 1983 y también incluidos en los Manuales de Construcción con Tierra. Si bien es cierto, los ensayos son sencillos de difundir y en general aceptados por las comunidades de constructores en tierra, la falencia es que no cuentan con un respaldo técnico adecuado. La importancia del sustento técnico radica particularmente en la sencillez de los ensayos y por la utilización de cualquier auto-constructor, albañil o maestro de obra de las áreas rurales, cuyo objetivo es determinar la factibilidad del suelo sin herramientas ni laboratorios que conlleven a tener la seguridad de seleccionar o descartar las posibles canteras locales. Al respecto, la finalidad del primer ensayo es reconocer si una cantera de tierra tiene la suficiente cantidad y/o calidad de arcilla para poder construir, por lo cual se moldean esferas de 20 mm de diámetro, se deja secar por 48 horas, procediéndose al ensayo a compresión con los dedos de la mano tratando de romperlas. Partiendo del supuesto anterior, cabe la posibilidad de agregar dos tipos de materiales tales como: Paja, la cual es una fibra vegetal resistente a las tracciones o Arena Gruesa de partículas entre 0.5mm - 5mm; con el fin de evitar el agrietamiento durante el secado. Asimismo, el segundo ensayo tiene como propósito evitar fisuras agregando arena gruesa a la tierra, generando una mezcla óptima sin grietas que conlleva al mejoramiento de la resistencia del material. Finalmente, se ha llegado a la conclusión que ambos ensayos son complementarios para tener certeza de que la cantera y la mezcla son las óptimas para la construcción en un mínimo tiempo, con lo cual se genera eficiencia, economía y seguridad.

El presente trabajo de tesis se encuentra enmarcado dentro del proyecto multidisciplinario “Redes de intercambio marítimas y terrestres a larga distancia de vasijas de cerámica de prestigio en los Andes centrales durante el primer milenio antes de nuestra era: Un enfoque interdisciplinario”. El objetivo principal de esta tesis es determinar el alcance de la fluorescencia de rayos X portátil (pXRF) como técnica de análisis que permita discriminar entre grupos y su posible procedencia, de cerámicas encontradas en el sitio arqueológico de Puerto Nuevo. Para lograr lo anterior, se han estudiado 119 fragmentos de cerámica recogidos de la zona de excavación de Puerto Nuevo, además de 30 azulejos de control preparados a partir de material arcilloso recabado de diferentes zonas aledañas a la excavación. El análisis químico de estos grupos de piezas se realizó mediante pXRF con el fin de obtener la información composicional expresada como las áreas netas bajos los picos (NPA). A partir de esta información, mediante análisis de componentes principales y análisis de clúster, se construyeron los grupos composicionales. Se han encontrado 4 grupos composicionales y 2 casos extraños, los que, al ser comparados con el material arcilloso de control por medio de análisis discriminante, muestran que los fragmentos de cerámica podrían ser en su mayoría de origen local. Además, los grupos construidos mediante pXRF fueron contrastados con los grupos encontrados por medio de análisis petrográfico, y se observó una buena correlación entre los resultados de ambos enfoques. Finalmente, se ha determinado que la pXRF, empleada junto a un análisis estadístico adecuado, ha demostrado resultados lo suficientemente buenos como para constituir a la pXRF en una alternativa para estudios de este tipo. / Tesis