El presente proyecto busca investigar un método de diseño de mezcla para fabricar concreto de alto desempeño que permita construir estructuras cada vez más desafiantes tales como edificios de gran altura, puentes de grandes luces, túneles, etc. El método en el que se basa la investigación es el que propone el profesor Pierre Claude Aitcin de la Universidad de Sherbrooke en Quebec, Canadá, el cual parte con un parámetro nuevo que no se toma en cuenta en los diseños convencionales de concreto: el punto de saturación del aditivo. Este valor, que se obtiene a través de pruebas que se detallarán en el tratado, nos permitirá elegir el aditivo que genere mejor dispersión en una pasta de cemento y las cantidades aproximadas de los componentes de la mezcla. Después se elegirá por criterio de desempeño cuales son los componentes adecuados para nuestros fines. También se realizarán pruebas con materiales cementicios suplementarios a fin de mejorar las propiedades del concreto y también para reducir las cantidades de cemento a usar en el diseño. Se usaran como indicadores de desempeño las recomendaciones y exigencias del ACI 237R-07 “Self - Consolidating Concrete” y la norma europea EFNARC “Especificaciones y Directrices para el Hormigón Autocompactable - HAC”. Después se realizará un análisis costo - beneficio de los concretos especializados, para finalmente mostrar conclusiones y recomendaciones obtenidas de la experiencia.

Ante la necesidad de abordar de manera integral la problemática de las malezas en los sistemas productivos, la utilización de cultivos de cobertura resulta una herramienta alternativa al uso de herbicidas para el manejo de malezas, de particular consideración para aquellas especies de difícil control. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto de diferentes cultivos de cobertura sobre la dinámica poblacional y supresión de malezas otoño-inverno-primaverales en sistemas extensivos del centro-sur bonaerense. En un experimento a campo realizado en la Chacra Experimental Integrada Barrow durante los años 2019 y 2020, se evaluaron mezclas simples de gramíneas (Avena sativa-Secale cereale) con leguminosas (Vicia villosa-Vicia sativa); complejas conformadas por mezclas simples con Brassica napus; y dos testigos: limpio y enmalezado (con control químico y sin manejo de malezas, respectivamente). Se aplicó un diseño en bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Durante el ciclo de los cultivos se realizaron recuentos quincenales de la emergencia de malezas en marcos fijos para la determinación de diferentes parámetros poblaciones. Se estimó cobertura vegetal a los 60 días de la implantación y a fin de ciclo, junto con la producción de biomasa de los cultivos y malezas. Los cultivos de cobertura interfirieron en la dinámica poblacional de malezas al suprimir la emergencia temprana y afectar el período de tiempo en el que acontecieron. Esto dependió de la acumulación del tiempo hidrotermal y se vio influenciado por el tipo de maleza, las condiciones ambientales y el sistema de labranza implementado. Sin embargo, para ambos años de estudio se determinó una similar o mayor supresión de la magnitud de emergencia en los cultivos de cobertura en relación al uso de herbicidas. De manera similar, la biomasa de malezas fue altamente reducida respecto del testigo enmalezado, comparable a lo encontrado en el testigo limpio. La composición específica (tipo y cantidad de especies) modificó la productividad de las mezclas solo bajo condiciones hídricas limitantes, impuestas en 2019. En tanto para ambos años de estudio, el tipo de vicia utilizado, el agregado de colza y la proporción de gramíneas en la mezcla afectaron la cobertura vegetal. La misma determinó el nivel de supresión de malezas y afectó el patrón de emergencia, principalmente debido a las numerosas correlaciones encontradas entre la cobertura vegetal y los parámetros poblacionales de la comunidad de malezas. Los resultados encontrados en este trabajo contribuyen al desarrollo de mezclas de cultivos de cobertura tendientes a maximizar la interferencia con malezas y demuestran sus beneficios en el manejo a corto y largo plazo. Es por esto que su implementación dentro de las secuencias de cultivo debe tenerse en cuenta como una herramienta complementaria a otras prácticas, para impulsar el desarrollo de estrategias de manejo integradas y el diseño de sistemas productivos sustentables en la región. / Given the need to comprehensively address the problem of weeds in production systems, the use of cover crops is an alternative tool to the use of herbicides for weed management, of particular consideration for those species off difficult control. The aim of this thesis was to evaluate the effect of different cover crops on population dynamics and suppression of autumn-winter-spring weed in extensive systems of the center- south of Buenos Aires. A field experiment carried out in the Chacra Experimental Integrada Barrow over the years 2019 and 2020, simple mixtures of grasses (Avena sativa-Secale cereale) with legumes (Vicia villosa-Vicia sativa) were evaluated; complex mixtures made up of simple mixtures with Brassica napus; and two control: clean and weeded (with chemical control and without weed management, respectively). A random full block design was applied with four repetitions. Throughout the crop cycle fortnightly counts of weeds seedling were performed present fixed frames for the determination of different population parameters. Vegetation cover of the mixtures was estimated 60 days after implantation and at the end of the cycle, along with the production of biomass from crops and weeds. Cover crops interfered with weed population dynamics by suppressing early emergence and affecting the time period in which they occurred. This depended on the accumulation of hydrothermal time and was influenced by the species, environmental conditions and the tillage system implemented. However, for both years of study, a similar or greater suppression of the magnitude of emergency in cover crops with respect to the use of herbicides was determined. Similarly, weed biomass was highly reduced with respect to the weeded control, comparable to that found in the clean control. The specific composition (type and number of species) modified the productivity of the mixtures only under limiting water conditions, imposed in 2019. For both years of study, the type of vetch used, the addition of rapeseed and the proportion of grasses in the mixture affected the vegetation cover. It determined the level of weed suppression and affected the emergence pattern, mainly due to the numerous correlations found between vegetation cover and population parameters of the weed community. The results found in this work contribute to the development of cover crop mixtures aimed at maximizing interference with weeds and demonstrate their benefits in short- and long-term management. Therefore, their implementation within crop sequences should be taken into account as a complementary tool to other practices, to promote the development of integrated management strategies and the design of sustainable production systems in the region.

Durante las últimas décadas, el escaso desarrollo tecnológico que ha experimentado la industria de la construcción ha dejado en evidencia la necesidad de una pronta actualización. Entre los más grandes déficits se puede mencionar la baja optimización de la gestión de tiempo, material, así como económico. Investigadores relacionados al área han encontrado en la Manufactura Aditiva (AM) una adecuada alternativa para introducir tecnología avanzada en el desarrollo de la construcción de edificaciones. De acuerdo con Agarwal et al. (2016), la manufactura aditiva aplicada a la construcción es una valiosa herramienta que conlleva a importantes mejoras en el ámbito económico y ambiental. Este novedoso proceso tecnológico se encarga de agilizar la construcción de viviendas a través de la automatización de sus procesos. Debido a la gran versatilidad de la AM, esta es capaz de colaborar con procesos como la metodología colaborativa de gestión de proyectos Building Information Modeling (BIM), Internet de las cosas (IoT) y softwares de mapeo digital de datos. El uso simultaneo de estas herramientas iniciaría la transición de la construcción hacia la industria 4.0, optimizando el costo, gestión de tiempo y uso de material durante la ejecución de proyectos. Por lo tanto, la presente investigación tiene como objetivo desarrollar mezclas de mortero que sean compatibles con el sistema de manufactura aditiva. Para ello se estudió a profundidad el estado del arte de la impresión 3D enfocada en la industria de la construcción. Luego, se realizó un resumen detallado de los sistemas de impresión 3D, procesos de impresión, matrices imprimibles, propiedades de los materiales y ensayos de caracterización aplicados a la manufactura aditiva de mortero. Basados en la revisión bibliográfica, se seleccionaron ensayos experimentales de veleta de corte, estabilidad cilíndrica, extrusión y de constructabilidad para evaluar las propiedades de la mezcla. En base a dichos ensayos se propusieron protocolos para las distintas etapas del desarrollo de morteros cementicios imprimibles. Posteriormente, se seleccionó la dosificación que supero satisfactoriamente todas las etapas y además presento mejor viabilidad económica. Finalmente, se validó la mezcla mediante la impresión de elementos con patrón de relleno complejo. Los resultados obtenidos muestran que la aplicación de la metodología de evaluación propuesta logró desarrollar eficientemente cuatro mezclas de mortero compatibles con la impresión 3D. Además, se demostró que el uso de la tecnología de manufactura aditiva optimiza el proceso constructivo y brinda mayor flexibilidad en el diseño de elementos no estructurales. / During the last decades, the scarce technological development experienced by the construction industry has made evident the necessity for an early update due to the short optimization of time and budget that the industry is currently undergoing. Researchers related to the area have found Additive Manufacturing (AM) as a suitable alternative to introduce the automated use of technology in the construction of structures. According to Agarwal et al. (2016), additive manufacturing applied to construction is a valuable tool that generates economic and environmental benefits. This modern technological process is responsible for the automation of housing construction. In addition, the versatility of AM allows it to be compatible with innovative processes such as collaborative project management methodology Building Information Modeling (BIM), the Internet of Things (IoT), and digital data mapping software. Therefore, Additive Manufacturing is the construction sector transition to Industry 4.0, directly optimizing project costs, the material used, and material loss during project execution. Therefore, the present research aims to develop mortar mixtures compatible with the additive manufacturing system. For this purpose, the state of the art of 3D concrete printing focused on the construction industry was studied. Then, a detailed summary of 3D printing systems, printing processes, printable matrices, material properties, and characterization tests of the additive manufacturing of mortar was made. Based on the literature review, experimental tests as shape stability, extrudability, buildability and flowability were carried out to evaluate the properties of the mixtures. Using these tests, protocols for obtaining printable cementitious mortars were proposed. Subsequently, the dosage that satisfactorily passed all the stages and was economically viable was selected. Finally, the mixture was validated by printing medium-scale elements. The results show that applying the proposed methodology could efficiently develop four mortar mixtures compatible with 3D printing. One was chosen to validate the dosage by printing a natural scale geometry with a complex fill pattern. It was demonstrated that this technology optimizes the construction process and provides greater flexibility in the design of non-structural elements.

Los resultados del trabajo de investigación que se presentan en esta tesis representan un aporte al entendimiento de la relación entre estructura y propiedades de polímeros. En este sentido, el objetivo principal del presente trabajo ha sido contribuir al entendimiento de la reología no-lineal de polímeros de diferentes arquitecturas moleculares analizando su comportamiento en flujos de corte, lineales y no-lineales, a la luz de algunos modelos reológicos seleccionados, derivados a partir de diferentes teorías. Con este objetivo, se sintetizaron polibutadienos lineales y en estrella modelo mediante la técnica de polimerización aniónica. En todos ellos se mantuvo constante la microestructura (proporción de isómeros que constituyen las macromoléculas) variándose el peso molecular entre aproximadamente 10 y 100 kg/mol. El estudio reológico incluye la medición de funciones materiales de corte en flujos en estado estacionario y transitorios, en un rango amplio de temperaturas, y siempre dentro del régimen de materiales altamente entrelazados. Tanto las funciones materiales medidas como los parámetros calculados a partir de ellas fueron analizados en función de las características estructurales de los polímeros, la temperatura y las variables de flujo (deformación, velocidad de deformación, etc.). El comportamiento viscoelástico lineal, caracterizado por los módulos dinámicos, se ajustó con el modelo de Maxwell multimodal que permite determinar los coeficientes {ηi λi} que componen el espectro de relajación discreto de cada material en el rango de caracterización experimental. El comportamiento no-lineal se analizó con el modelo de White y Metzner (que es una generalización empírica del modelo de Maxwell Convectivo proveniente de los modelos llamados cuasi-lineales), el modelo de Giesekus (proveniente de teorías cinéticas de soluciones diluidas), y los modelos de Wagner y de Phan-Thien y Tanner, ambos provenientes de la teoría de redes para polímeros en estado fundido. Los coeficientes particulares de estos modelos fueron calculados por ajuste de las funciones viscométricas. Las predicciones que los distintos modelos hacen de las funciones materiales correspondientes a los flujos transitorios de inserción de flujo de corte y de relajación de tensiones después de un desplazamiento súbita fueron entonces comparadas con las mediciones experimentales. La dependencia de los parámetros de ajuste de los modelos con las características moleculares de los polímeros sintetizados muestra que todos los polímeros, lineales y en estrella, presentan comportamiento reológico no-lineal muy similar, a pesar de las notables diferencias en el comportamiento viscoelástico lineal entre estas dos arquitecturas moleculares. Complementariamente, se analizó la estructura y el comportamiento reológico de los materiales resultantes de la hidrogenación parcial del polibutadieno. Los resultados demuestran que este proceso se produce de forma que durante la adsorción de las moléculas en la superficie del catalizador, éstas hidrogenan ~89% de sus dobles enlaces. Es por esto que en la hidrogenación parcial se generan mezclas inmiscibles de polímero ~89% saturado y polibutadieno no hidrogenado. Los materiales resultaron ser termo-reológicamente complejos y presentaron módulos elásticos relativamente altos a baja frecuencia, como suele ocurrir en mezclas inmiscibles debido a la presencia de la interfase. El cálculo de los espectros de relajación discretos de estas mezclas permitió determinar el modo de relajación lento correspondiente a la dinámica de la interfase. / The results of the research work presented in this thesis represent a contribution to the comprehension of the relationship between the structure and properties of polymers. In that sense, the main objective of the present work has been to contribute to the understanding of the non-linear rheological behavior of polymers of different molecular architectures analyzing their behavior in shear flows, linear and non-linear, at the light of selected rheological models that have been derived from different theories. At the light of this objective, linear and star model polybutadienes were synthesized using anionic polymerization technique with molecular weights were in the range between approximately 10 and 100 kg/mol. All the materials have the same microstructure (proportion of isomers that constitute the macromolecules). The rheological study includes the determination of the shear materials functions associated to steady-state and transient flows, in a large range of temperatures, and always in the regime of highly entangled materials. The material functions, as well as the parameters determined from them, were analyzed as a function of the structural characteristics of the polymers, temperature and flow variables (like deformation, shear rate, etc.). The linear viscoelastic behavior of the polymers, characterized through the dynamic moduli, was modeled with the multimode Maxwel model, determining the {ηi , λi} coefficients that constitute the discrete relaxation spectrum of each material in the experimental range covered. The non-linear behavior was analyzed with the White Metzner model (which is an empiric generalization of the Convective Maxwell model that comes from de so called quasi-linear models), the Giesekus model (originated in kinetic theories of dilute solutions), and the Wagner and Phan-Thien and Tanner models, both derived from the network theory for molten polymers. The coefficients of these models were calculated adjusting the viscometric functions to their predictions. The materials functions predicted by the different models, corresponding to start-up and step-strain transient shear flows, were then compared to the experimental data. The dependency of the adjusted parameters of the different models to the molecular characteristics of the synthesized polymers shows that all the polymers, linear and stars, present very similar rheological behavior, even thought the linear viscoelastic behavior of these two different molecular architectures are very different. As a complement, the structure and rheological behavior of partially hydrogenated polybutadienes were analyzed. The results show that the hydrogenation proceeds in such a way that during the adsorption of the molecules to the catalyst surface, ~89% of their double bonds hydrogenate. For this reason, the partial hydrogenation of polybutadiene generates un immiscible blend of a ~89% saturated polymer and non-hydrogenated polybutadiene. These materials turn out to be thermo-rheologically complex and displayed dynamic moduli relatively large at low frequencies, as it is frequently found in immiscible polymer blends due to the presence of the interphase. The calculation of the discrete relaxation spectra of these blends allowed the evaluation of the relatively large relaxation time that corresponds to the dynamic of the interphase.

La vivienda constituye un importante bien de consumo que el hombre de todas las sociedades y épocas necesita satisfacer. A lo largo de la historia, se ha demostrado que el deseo de dónde y cómo vivir depende de factores económicos, sociales, políticos y culturales. (Maya, 1975) [Ref. 1]. En el Perú, la vivienda refleja preocupación en cada ciudadano. Los elevados costos de construcción y las reducidas posibilidades económicas establecen las bases de sistemas de autoconstrucción, que concierne a la producción de viviendas a cargo de maestros de obra o de los mismos propietarios y familiares. Sin embargo, el problema no es la autoconstrucción, sino el incumplimiento de las normas (informalidad). En la ciudad de Lima, la mayoría de obras de autoconstrucción se ubican en los pueblos jóvenes, en donde prima la producción del concreto informal hecho a pie de obra. El presente trabajo tiene como objeto de estudio el comportamiento del concreto producido en la autoconstrucción. Para ello se analizaron muestras del concreto, sin realizar ningún cambio en su producción; y también muestras del concreto con aditivo superplastificante, éstos últimos fueron entregados a los constructores con la finalidad de modificar las propiedades del concreto. Al usar el aditivo se redujo la cantidad de agua de mezcla y, por lo tanto, se mejoró la calidad del concreto. Los resultados de la investigación reflejan la falta de conocimiento técnico por parte de los maestros de obra y propietarios, quienes optan por dar mayor importancia a la economía y no a la calidad. Pese a que el empleo de aditivos es cada vez mayor, con el presente estudio queda demostrado que su aplicación es poco frecuente en obras informales debido a que las personas lo consideran como un gasto extra e innecesario en el presupuesto. Para la investigación se vio necesario encontrar y proponer alternativas de mejora en la producción del concreto informal; es así que se planteó dar soporte técnico a los maestros de obra y/o propietarios, independiente del empleo de aditivos, para que tengan los conocimientos básicos de una dosificación estándar del concreto, aplicando procedimientos que permitan reducir los niveles de informalidad. Se recomienda extender el presente estudio a distintas edificaciones a nivel nacional, en donde la realidad podría ser similar o de peor condición.

This doctoral thesis describes the development of several catalytic systems containing imidazolium salts. It has been divided into four chapters: Chapter 1 describes a novel low transition temperature mixture (LTTM) based on 1-(methoxycarbonylmethyl)-3-methylimidazolium chloride and urea. The LTTM was characterized and then applied to the oxidation of boron compounds (i.e., boronic acids, boronic esters and trifluoroborates) to the corresponding alcohols, obtaining excellent results in short reaction times. The system, which acts as a co-solvent as well as source of oxidizer, achieved three synthetic cycles with a single imidazolium loading, greatly reducing the environmental impact of the protocol. Chapter 2 compiles our findings about the use of a LTTM based on iron(III) and 1-butyl-3-(methoxycarbonylmethyl)imidazolium chloride as a catalyst for the synthesis of quinazolines. The mixture, named IBIS, presents a bifunctional character as both Lewis acid and redox catalyst, affording the desired products in moderate to excellent yields using air as the terminal oxidant in the absence of solvent. In addition, a methodology for the direct synthesis of 2-arylquinazolines from 2-nitrobenzaldehydes is presented and discussed. Chapter 3 details the study of ionic organic solids (IOS) as metal-free heterogeneous catalysts. The IOS 1,3-bis(carboxymethyl)imidazolium chloride effectively catalyzed the C-3 allylation of indoles, providing a single regioisomer in up to quantitative yields and often, pure after simply filtering off the catalyst. The reaction could be performed in gram scale and the catalyst could be reused up to 5 consecutive times without loss of activity. The protocol was then extended to other π-excessive heterocycles, which experienced selective N-allylation. Overall, this methodology proved to be significantly superior in terms of sustainability than those reported in the literature. This chapter also presents the first synthesis of 1,3-bis(sulfomethyl)imidazole and a comparative study of its catalytic activity against carboxy-based IOS in the synthesis of quinolines as well as the allylation reaction discussed above. Chapter 4 describes the synthesis and characterization of a series of metal-organic frameworks based on 1,3-bis(carboxymethyl)imidazole and zirconium salts using a water-based methodology, as well as the preparation and study of a series of metal-organic gels based on the same components. The project is still ongoing, so only preliminary results are discussed. Sustainability metrics were calculated in all the above-mentioned projects, in order to unbiasedly assess the environmental impact of our synthetic protocols, as well as to compare with previously reported methodologies. / This work has been possible thanks to funding from the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (PGC2018-096616-B-I00), the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2021-127332NB-I00), the Generalitat Valenciana (AICO/2021/013 and IDIFEDER/2021/013) and the University of Alicante (VIGROB-316, UADIF20-106, UAUSTI21-15). The author wishes to express his gratitude to the Institute of Organic Synthesis, for a research contract (I-PI/57-20), the Institute of Electrochemistry (I-PI 55/19) and to the University of Alicante-Banco Santander consortium for a grant to carry out a three-month research stay at Gothenburg University, Sweden.

Tesis por compendio / Scrap tyres are a solid waste material which has been generated in large quantities over the last decades. In Spain, between 2000 and 2014 the number of vehicles increased by 30% and a further 3.5% increment is expected for the next fifteen years. Likewise, the number of scrap tyres is also expected to rise within the same order of magnitude. Taking into account the big volume of waste generated, proper disposal and reutilisation management is required, ever more so as scrap tyres are non-biodegradable. Moreover, if simply stockpiled in landfills, further environmental damage may be produced in case of fire as the fumes thus generated carry harmful carcinogenic particles. In order to deal with this problem, a Royal Decree (RD 1481/2001) was approved in July 16, 2006 which completely forbidden landfilling of scrap tyres. Later the same year another Royal Decree (RD 1619/2005) was issued to establish scrap tyres management in Spain. This decree requires reutilisation and recycling plans to be elaborated so as to fully eliminate waste derived from scrap tyres. Nowadays, among the reutilisation options more demanded are tyre remoulding, construction of sport pitches, artificial grass and playpens, and as combustible for cement factories. On the other hand, only 1% of scrap tyres are reused in infrastructure construction. Taking profit of the latest transport plans approved by the European Union, which aim to promote more efficient and environmentally friendly transport means such as railways, this PhD thesis proposes a new and promising alternative: to use rubber particles from scrap tyres as construction material, in the form of unbounded rubber-aggregate mixtures for subballast layers under railway tracks. This option offers two noteworthy environmental advantages. On the one hand, large quantities of a rather problematic and harmful waste material may be reused. On the other hand, the new mixtures proposed help to improve the low resistance to fragmentation of calcareous aggregates, thus allowing the use of such materials in the construction of railway tracks. The objective of this research is to obtain the optimum rubber content for the new mixtures to fulfil all the requirements of subballast layers. Moreover, taking into account the elastic properties of rubber, the potential attenuation of the vibration generated by passing rolling stock is also assessed. As a complementary research, rubber-natural soil mixtures are studied as well so as to evaluate their viability as construction material for embankment cores. / El neumático fuera de uso es un residuo sólido que se está generando en grandes cantidades en las últimas décadas. En España, entre los años 2000 y 2014 el parque de vehículos se incrementó en un 30%, y se prevé un aumento del 3.5% para los próximos quince años. Estos datos ponen de manifiesto que el número de neumáticos fuera de uso se incrementará en el mismo orden. Dado el gran volumen de residuo generado, es necesario realizar una gestión de retirada y reutilización de este residuo, al tratarse de una material no biodegradable. Además representa una gran amenaza medioambiental si este residuo termina en vertederos incontrolados, ya que en caso de incineración, los humos que se desprenden arrastran partículas cancerígenas que pueden provocar problemas de salud. Para atajar este problema, el 16 de julio de 2006 entró en vigor el Real Decreto 1481/2001, por el que se prohíbe el depósito en vertedero. A finales de este mismo año también entró en vigor el Real Decreto 1619/2005, sobre la gestión de neumáticos fuera de uso en España, el cual establece que se elaboren planes de reutilización y reciclado para eliminar el total de los residuos derivados de los neumáticos de desecho. En la actualidad, entre las medidas de reutilización más demandadas está el recauchutado, la construcción de pistas deportivas y campos de césped artificial, parques infantiles, y como combustible para centrales de fabricación de cemento. En cambio, en el sector de la construcción se reutiliza menos del 1%. Aprovechando la predisposición de los últimos planes de transporte de la Unión Europea por promover aquellos modos de transporte más eficientes y respetuosos con el medioambiente, como es el ferrocarril, la presente Tesis Doctoral plantea una alternativa adicional y prometedora: el uso de partículas de caucho procedentes de la trituración de los neumáticos como material de construcción, en forma de mezclas de caucho con áridos sin ningún tipo de ligante para ser utilizado como capa de subbalasto en vías ferroviarias. Esta opción ofrece dos ventajas medioambientales importantes. Por un lado, permite la reutilización de grandes cantidades de este residuo considerado peligroso y problemático. Por otro lado, dicha mezcla contribuye a la mejora de la baja resistencia de fragmentación de los áridos calcáreos, pudiendo de esta manera ser reutilizados en capas de asiento en las vías ferroviarias. El objetivo de esta investigación se centra en la obtención del contenido óptimo de caucho para que el nuevo geomaterial cumpla los requerimientos para su uso como capa de subbalasto, y además, dadas las propiedades elásticas del caucho, evaluar el potencial de atenuación de las vibraciones que se generan al paso del tráfico ferroviario. Como investigación complementaria, se han realizado un estudio con mezclas de caucho y suelo natural para comprobar la viabilidad de utilización en núcleos de terraplén. / El pneumàtic fora d'ús és un residu sòlid que s'està generant en grans quantitats en les últimes dècades. A Espanya, entre els anys 2000 i 2014 el parc de vehicles es va incrementar en un 30%, i es preveu un augment del 3.5% per als pròxims quinze anys. Estes dades posen de manifest que el nombre de pneumàtics fora d'ús s'incrementarà en el mateix orde. Donat el gran volum de residu generat, és necessari realitzar una gestió de retirada i reutilització d'este residu, al tractar-se d'una material no biodegradable. A més representa una gran amenaça mediambiental si este residu acaba en abocadors incontrolats, ja que en cas d'incineració, els fums que es desprenen arrosseguen partícules cancerígenes que poden provocar problemes de salut. Per a atallar este problema, el 16 de juliol de 2006 va entrar en vigor el Reial Decret 1481/2001, pel qual es prohibeix el depòsit en abocador. A finals d'este mateix any també va entrar en vigor el Reial Decret 1619/2005, sobre la gestió de pneumàtics fora d'ús a Espanya, el qual estableix que s'elaboren plans de reutilització i reciclatge per a eliminar el total dels residus derivats dels pneumàtics de rebuig. En l'actualitat, entre les mesures de reutilització més demandades està el recautxutatge, la construcció de pistes esportives i camps de gespa artificial, parcs infantils, i com a combustible per a centrals de fabricació de ciment. En canvi, en el sector de la construcció es reutilitza menys del 1%. Aprofitant la predisposició dels últims plans de transport de la Unió Europea per promoure aquells modes de transport més eficients i respectuosos amb el mediambient, com és el ferrocarril, la present Tesi Doctoral planteja una alternativa addicional i prometedora: l'ús de partícules de cautxú procedents de la trituració dels pneumàtics com a material de construcció, en forma de mescles de cautxú amb àrids sense cap tipus de lligant per a ser utilitzat com a capa de subbalast en vies ferroviàries. Esta opció ofereix dos avantatges mediambientals importants. D'una banda, permet la reutilització de grans quantitats d'este residu considerat perillós i problemàtic. D'altra banda, la dita mescla contribueix a la millora de la baixa resistència de fragmentació dels àrids calcaris, podent d'esta manera ser reutilitzats en capes d'assient en les vies ferroviàries. L'objectiu d'esta investigació es centra en l'obtenció del contingut òptim de cautxú perquè el nou geomaterial complisca els requeriments per al seu ús com a capa de subbalast, i a més, donades les propietats elàstiques del cautxú, avaluar el potencial d'atenuació de les vibracions que es generen al pas del tràfic ferroviari. Com a investigació complementària, s'han realitzat un estudi amb mescles de cautxú i sòl natural per a comprovar la viabilitat d'utilització en nuclis de terraplè. / Hidalgo Signes, C. (2017). APLICACIÓN AL ESTUDIO DE LA RESPUESTA MECÁNICA DE LA CAPA DE SUBBALASTO DE VÍAS FERROVIARIAS FORMADO POR UNA MEZCLA NO BITUMINOSA DE MATERIAL GRANULAR Y PARTÍCULAS PROCEDENTES DE NEUMÁTICOS FUERA DE USO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86140 / Compendio

De acuerdo con un estudio realizado por el capítulo peruano del Lean Construction Institute, se tiene que en nuestro medio el 64% del tiempo es destinado a tareas que no agregan valor. Como una respuesta a los desafíos de la industria de la construcción, se desarrollan diferentes métodos e iniciativas con el fin de mejorar los tiempos productivos y la eficiencia. Un claro ejemplo de ello es la inclusión de aditivos químicos en las mezclas de concreto. El objetivo de la presente investigación es evaluar los efectos en las propiedades del concreto, como la trabajabilidad, exudación y el tiempo de fraguado al usar en diferentes dosis al aditivo retardante. Los ensayos se realizaron en 2 etapas del año para evaluar sus efectos ante el cambio de temperatura. La primera etapa se desarrolló en octubre del 2019 con una temperatura ambiente promedio de 19.5°C. Se realizó cuatro diseños de mezcla con diferentes dosis de aditivo retardante para relaciones a/c=0.6 y a/c=0.7. La segunda etapa se desarrollo en febrero del 2020 y se realizaron los mismos diseños de mezcla que en la primera etapa para la relación a/c=0.7. Se observó que la exudación y tiempo de fraguado final poseen un comportamiento con tendencia exponencial y la resistencia a la compresión disminuye a medida que se incrementa la dosis de aditivo retardante. Además, se observa que entre la primera y la segunda etapa el tiempo de fraguado final disminuye considerablemente ante el incremento de la temperatura ambiente.

Actualmente, la utilización de energía atómica representa un 16 % del total de la energía que se produce a nivel mundial. Uno de los mayores problemas que afronta su utilización, es encontrar una solución segura para almacenar los residuos resultantes del proceso de producción de energía.Una de las propuestas más estudiada y aceptada como solución a este problema, es la construcción de depósitos subterráneos donde mantener el residuo aislado durante el resto de su vida activa, ENRESA (2000), Reseal (2000). PRACLAY (1998). Estos depósitos se han diseñado siguiendo el criterio de multibarreras: conjunto de barreras independientes y redundantes que mantienen el residuo aislado. Los residuos se disponen, dentro de contenedores metálicos, en nichos horizontales o verticales, excavados en la roca. Para ellenar el espacio entre la roca y el contenedor metálico se busca un material que representa una verdadera barrera aislante, denominada, barrera de ingeniería. Estos materiales están constituidos mayormente por bentonita.El Proyecto EB, propone el estudio de un nuevo concepto de almacenamiento subterráneo para residuos radioactivos de larga actividad. El residuo se dispone dentro de contenedores metálicos alojados en nichos horizontales excavados en una roca arcillosa (Opalinus clay), y como material aislante, se utiliza una combinación de bloques y pellets de bentonita compactada. Ambos materiales se fabrican a partir de una misma bentonita, la bentonita Febex, ENRESA (2000).La presente tesis doctoral, está asociada a los trabajos experimentales de caracterización del comportamiento hidromecánico de la muestras de pellets, realizados en el marco del proyecto EB. Para poder estudiar los aspectos más relevantes de la respuesta del material es necesario combinar distintas técnicas experimentales para el control de la succión (Romero, 2001) y adecuar las distintas metodologías de ensayo.Los trabajos de tesis se realizaron en tres etapas fundamentales: Una primera etapa en la que se estudiaron las características estructurales de las mezclas de pellets de bentonita. Se prepararon muestras con distintas densidades secas y se realizaron ensayos de porosimetrías de mercurio (MIP) y ensayos de infiltración.Una vez finalizada esta primera etapa, se definió una metodología de trabajo y se llevaron adelante los distintos ensayos del programa experimental. En esta etapa se describen las distintas técnicas y equipos experimentales y se presentan los resultados obtenidos en los distintos ensayos divididos en tres grupos; ensayos de caracterización del comportamiento hidráulico, en segundo lugar ensayos de expansión, hinchamiento y compresibilidad con control de la succión y finalmente los ensayos realizados para estudiar la influencia del tipo de transferencia de agua y ritmo de mojado en el comportamiento del material.En la última etapa, se plantearon las bases conceptuales y leyes constitutivas de un modelo adecuado para materiales expansivos (Modelo BExM, Gens & Alonso (1992) y Alonso et al. (1999)). El modelo se implementó en un código numérico utilizando la técnica de diferencias finitas y aplicado al caso de las mezclas de pellets de bentonita. Se detalla la implementación de las distintas ecuaciones y se describe el planteo iterativo utilizado para su resolución. Adicionalmente, se sugiere una metodología para la deducción de los distintos parámetros del modelo, se indican las capacidades del modelo en distintos ejemplos y se comparan las predicciones del modelo con el comportamiento real observado.Al final de la tesis, se presentan los resultados experimentales obtenidos en un ensayo a mediana escala, llamados ensayos de Columna de Infiltración. El objetivo de estos ensayos es estudiar la respuesta del material en una escala media, en condiciones muy controladas y similares a las de su utilización como material, en una barrera de ingeniería.

En el actual contexto “ecológico” de la minería moderna, uno de los principales problemas que tiene la industria es la adecuada disposición y almacenaje de los subproductos del procesamiento de los minerales, comúnmente denominados “relaves”. A diferencia de las escorias que son un subproducto de la fundición de la mena para purificar los metales, los relaves mineros no son tan utilizados y se desconocen sus posibles aplicaciones. El impacto en costos tanto económicos como sociales del manejo de estos materiales, cobra tal importancia que cualquier alternativa que permita reciclar o reutilizar el relave minero sin afectar al medio ambiente reduciría la contaminación, incrementaría el tiempo de servicio de los depósitos de relave y generaría menores costos; siendo de gran interés para las operaciones mineras en general. Una de las alternativas para realizar este reciclaje del relave, consiste en incorporarlo en la construcción de estructuras que resistan los efectos ambientales e intemperismo, como por ejemplo losas, muros de contención, cimientos, presas, etc. siendo el material ideal para este propósito el concreto. Tomando en cuenta lo anterior, el presente estudio propone incorporar relave minero en mezclas de concreto, con objetivos específicos de reciclar relave minero y encontrarle usos sostenibles en las poblaciones cercanas a las operaciones mineras. La incorporación de relave puede hacerse como relleno volumétrico o como adicionado puzolánico. Los ensayos realizados en el presente estudio contemplan ensayos a los materiales involucrados (agregados, cemento, relaves), ensayos al concreto en estado fresco y ensayos al concreto en estado endurecido. Siendo los principales y más importantes los ensayos de resistencia a la compresión (ASTM C39 C39M), tracción por compresión diametral (ASTM C496 C496M) y abrasión (ASTM C944 C44M). Nuestra investigación nos lleva a descartar el uso del relave minero como relleno volumétrico, debido a que siendo éste material tan fino (M.F. alrededor de 0.60) tendríamos que usar mayor cantidad de aditivo para conseguir una mezcla trabajable, además dicho material también presenta mucha cantidad de sulfatos en su composición (alrededor de 1000 ppm.) que podrían degenerar en problemas potenciales de durabilidad para el concreto. Se podría concebir usar relave minero en cantidades grandes para aplicaciones temporales, por ejemplo en sostenimiento temporal de túneles como shotcrete. La metodología para el uso del relave como adicionado puzólanico consistió en preparar mezclas de concreto con diferentes porcentajes de reemplazo de cemento por relave (se han propuesto reemplazos del orden del 10%, 15% y para algunos casos reemplazos de 20% y 25%). Se evaluó la resistencia a compresión a 3, 7 y 28 días; y para los ensayos de tracción por compresión diametral y abrasión se evaluaron sólo a 28 días de edad. En base a los resultados obtenidos se propone usar concretos con relave incorporado para construir losas con poco tránsito y veredas. Se propone también investigar la aplicabilidad de los relaves mineros como morteros para asentado de muros de albañilería, bloques de concreto vibrado, cimientos corridos, falsas zapatas, shotcrete y presas de concreto rolado; para intentar así tener un abanico más amplio de aplicaciones de estos materiales.