Examinando por Autor "Espinoza Vigil, Alain Jorge"
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Ítem Acceso Abierto Análisis de la Vulnerabilidad Hidrológica del Puente Bajo Grau en la Ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2019-07-04) Espinoza Vigil, Alain JorgeEl puente Bajo Grau atraviesa el río Chili, uniendo a los distritos de Yanahuara y Cercado en la ciudad de Arequipa. Este ha sido clausurado consecutivas veces a lo largo de su vida útil, debido al inesperado flujo de agua que ha transitado por el río. De allí nace el motivo de la investigación, un análisis de vulnerabilidad permite identificar los problemas que tiene el puente. Ello permitirá, posteriormente, plantear soluciones y garantizar la seguridad de la población que lo utiliza día a día. Entonces, el río Chili, que forma parte de la cuenca Quilca-Chili, es el mayor peligro que afronta el puente. Los caudales que atraviesan el río en el tramo en estudio son controlados y aforados por el Movimiento Hídrico Sistema Chili. Se tiene control de las descargas desde el año 1960, lo cual, permite realizar un análisis estadístico para estimar los caudales en función al riesgo y al periodo de retorno de la estructura. Un estudio hidrológico exhaustivo es necesario, ya que, a través de este se podrá predecir el comportamiento del río; siguiendo en todo momento las recomendaciones dadas por la normativa peruana vigente. Por otro lado, la ingeniería de puentes es una rama de estudio que abarca muchas ciencias, entre ellas la hidráulica, la cual, mediante un estudio a detalle, permite modelar el puente reflejando la realidad con la mayor agudeza posible. Claro está, apoyándose en estudios previos, como los topográficos, y los de suelos; así como de programas informáticos, tal como HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System). Los objetivos principales del cálculo hidráulico son identificar los problemas del puente, tales como el peligro de inundación en la superestructura y la socavación en la cimentación. Finalmente, mediante una adaptación de los parámetros planteados por INDECI (Instituto Nacional de Defensa Civil), se cumple con el objetivo de la presente investigación: Determinar la vulnerabilidad hidrológica del puente Bajo Grau. Palabras clave: Ingeniería de puentes, hidrología, hidráulica, inundación, socavación.Ítem Acceso Abierto Evaluación de un sistema bentonita-cloruro férrico para remoción de arsénico en agua subterránea mediante Box-Behnken(Universidad Católica de Santa María, 2025-10-02) Quispe Tito, Vladimiro ArturoLa presencia de arsénico en el agua representa un problema ambiental y de salud pública, ya que su eliminación resulta fundamental para garantizar la seguridad de los usuarios. A nivel global, existen diversas fuentes de contaminación, siendo una de las principales el agua subterránea, que con frecuencia presenta concentraciones superiores a 0.01 mg/L. Por ello, es necesario aplicar métodos de tratamiento que consideren las características físico-químicas del recurso y el tipo de proceso requerido. En este estudio, desarrollado en Arequipa (Perú), una zona de origen volcánico en la cordillera de los Andes, se plantea la aplicación de un diseño experimental Box–Behnken de Superficie de Respuesta (BBD) con el fin de optimizar la remoción de arsénico. Para ello, se trabajó con 15 muestras de agua con una concentración inicial de 0.037 mg/L, las cuales fueron tratadas mediante un sistema de coagulación, floculación y adsorción con cloruro férrico y bentonita. Los ensayos permitieron alcanzar una eficiencia de remoción del 87.77% (0.0046 mg/L de arsénico residual) al ajustar la dosis de coagulante, la velocidad de floculación y el tiempo de sedimentación. Los resultados permiten establecer los parámetros de diseño para una planta de tratamiento de agua potable (PTAP) basada en estructuras hidráulicas, que resulta eficaz y de bajo costo para reducir la concentración de arsénico en agua subterránea.Ítem Acceso Abierto Implementación de la metodología BIM en sistemas de infraestructura pública a través de la teoría del change management en el Perú(Universidad Católica de Santa María, 2025-06-01) Lajo Guevara, Anyelo Leo; Boza Fernandez, Morelva VirginiaSi bien la adopción de BIM ha mostrado avances significativos a nivel global, Perú, pese a ser uno de los países pioneros en Latinoamérica en la iniciativa de implementarla en el sector público, enfrenta desafíos críticos en su adopción efectiva. El Plan BIM Perú, aunque ambicioso, ha mostrado resultados subóptimos, como el aumento de obras públicas paralizadas, evidenciando barreras organizacionales y culturales persistentes. Este estudio desarrolla una propuesta innovadora basada en la teoría de change management con el fin de optimizar la adopción de BIM y otras tecnologías, como la inteligencia artificial, para mejorar la gestión de sistemas de infraestructura pública en Perú. A través de una metodología de tres etapas basada en el V-model se realiza un diagnóstico mediante entrevistas semiestructuradas a catorce actores clave, cuyo resultado principal fue la identificación de diecinueve barreras, luego se propone una optimización basada en diecisiete estrategias obtenidas de una exhaustiva revisión de literatura y finalmente se lleva a cabo una validación de la propuesta. Este estudio no solo busca transformar la gestión de infraestructura pública en Perú, sino también ofrecer una solución escalable y replicable para contextos similares, contribuyendo al desarrollo sostenible y la innovación en el sector público.Ítem Acceso Abierto Modelo para la gestión eficiente de sistemas de alcantarillado basado en Machine Learning y Gis(Universidad Católica de Santa María, 2025-04-04) Perales Apaza, Victor ManuelLas redes de alcantarillado son fundamentales para la salud pública y el medio ambiente. Facilitan la gestión segura de aguas residuales, previenen enfermedades y protegen los recursos hídricos. Su correcta implementación y mantenimiento son esenciales para el desarrollo sostenible y la calidad de vida en las comunidades urbanas y rurales. En cuanto a la finalidad de investigación, es plantear un modelo para la gestión eficiente de sistemas de alcantarillado basado en machine learning y GIS, esto se logrará a partir de nuestra metodología planteada en el documento, que consta de 3 pasos principales, primero diagnosticar el estado de la red, segundo desarrollar el modelo planteado a través de la identificación de variables clave y tercero identificar dicho e implementarlo en el modelo GIS. Como primer paso, para el diagnóstico de la red, se recopiló la data en formato de shapefile, para su posterior limpieza y preprocesamiento, seleccionado las características necesarias como las capas a utilizar y así poder exportar esta data en forma de tabla, seguido de ello el segundo paso en el cual se utilizó algoritmos de agrupamiento o clustering el cual nos permitió, tener agrupaciones basadas en machine learning, para ello se usó los algoritmos k-means y DBSCAN que nos brinda la cantidad de clusters como resultado, teniendo en cuanta las métricas usadas las cuales fueron ajustadas para su mejor precisión, para finalizar con los clusters obtenidos se exporta la data y se suma los grupos al modelo en GIS así como se hace una selección en degradado de los diferentes tipos de tuberías de acuerdo al cluster asignado, para si poder tener el modelo separa desde el color verde al rojo indicando la prioridad entre tuberías para su reemplazo o mantenimiento. Como aporte el modelo busca contribuir a plantear las bases para tener un futuro modelo de gestión de activos que permite tener un sistema de alcantarillado eficiente, además que usa herramientas actuales como el uso algoritmos de clustering o agrupamiento que son herramientas de la inteligencia artificial en machine learning, así como la implementación del modelo en GIS para tener la visualización del modelo obtenido como para su posterior uso en las diferentes especialidades.Ítem Acceso Abierto Rumbo a la implementación de herramientas innovadoras en sistemas de infraestructura bajo un enfoque sostenible(Universidad Católica de Santa María, 2025-01-14) Juarez Quispe, Julio Cesar; Rojas Chura, Erick AndreEl rápido crecimiento de la infraestructura en los países en desarrollo ha intensificado los desafíos ambientales debido a las prácticas que priorizan los costos sobre la sostenibilidad. Este estudio evalúa 21 herramientas identificadas como impulsoras de la sostenibilidad para mejorar la gestión de la infraestructura a lo largo de su ciclo de vida, interactuando con 20 de 36 variables clave de gestión de sistemas de infraestructura (VGSI). Utilizando un enfoque de pensamiento sistémico, se desarrolla un Modelo Dinámico Sostenible de Sistemas (MDSS), que comprende un núcleo que representa las etapas interconectadas del ciclo de vida: planificación y diseño (S1), adquisición (S2), construcción (S3), operación y mantenimiento (S4), y renovación y disposición (S5). El modelo incorpora un total de 12 bucles de equilibrio (B) y 25 bucles de refuerzo (R), lo que permite visualizar las interdependencias críticas que influyen en la sostenibilidad del sistema. Además, su análisis muestra las interdependencias entre variables y etapas, demostrando, por ejemplo, cómo la implementación de herramientas como LCA, BIM y los principios de Economía Circular en S1, o IoT y SHM en S4, mejora significativamente la sostenibilidad. Se identifica una brecha entre la teoría y la práctica en la adopción de prácticas sostenibles, que se ve agravada por la falta de conocimiento en el contexto específico de los países en desarrollo. Por lo tanto, este estudio contribuye a cerrar esa brecha ofreciendo un modelo que facilita la comprensión de las interacciones clave en los sistemas de infraestructuraÍtem Acceso Abierto Transformando la gestión de riesgos en sistemas de presas: metodología innovadora para el análisis de vulnerabilidad mediante modelado hidráulico de flujos newtonianos y no newtonianos(Universidad Católica de Santa María, 2025-03-28) Gonzales Espinoza, Franz Rodrigo; Machaca Parra, Reynaldo GabrielA lo largo de la historia, las presas han fallado principalmente por factores hidrológicos como el desbordamiento y la tubificación, fenómeno presentado en varios países como Perú. El impacto proyectado del cambio climático aumenta estos riesgos, y una mala gestión de los sistemas de represas incrementan las probabilidades de falla. Dado que no existe una metodología integral para analizar la vulnerabilidad de estos sistemas, se propuso un método innovador basado en una exhaustiva revisión bibliográfica. Se desarrolló una matriz de dos dimensiones: vulnerabilidad de la represa y del área en riesgo, considerando 13 parámetros en total, 8 para la primera y 5 para la segunda. Esta matriz se validó a través del caso de estudio de la represa El Frayle en la ciudad de Arequipa, Perú, una de las más importantes y con mayor riesgo de rotura en la ciudad. La recolección de datos incluyó revisión de expedientes técnicos, información periodística y consultas a instituciones supervisoras. Se realizó un estudio hidrológico que consideró una rotura conjunta de la represa de Aguada Blanca. El modelamiento consideró flujos Newtonianos en HEC-RAS e IBER y No Newtonianos solo en HEC-RAS, evaluando dos casos: uno con aporte de la cuenca adyacente y otro solo con el caudal de rotura, considerando a su vez 18 escenarios en total. En el caso más crítico, se concluyó que ambas represas podrían fallar. Al aplicar la matriz de análisis de vulnerabilidad, se obtuvo una puntuación de 3.04, la cual refleja una vulnerabilidad muy alta. Es así como este estudio contribuye a cerrar la brecha del conocimiento respecto a la evaluación de la vulnerabilidad de presas a través de distintos modelos hidráulicos. Esta metodología puede adaptarse para otros casos de estudio de presas con similares características y así contribuir a una mejor gestión de la infraestructuraÍtem Acceso Abierto Transición de sistemas de drenaje urbano tradicionales a sostenibles utilizando GreenWater Systems - un caso de estudio peruano(Universidad Católica de Santa María, 2024-11-29) Anco Valdivia, Johan Matías; Valencia Félix, Sebastián EnriqueA medida que las ciudades crecen y evolucionan, la gestión del agua urbana se enfrenta a desafíos sin precedentes. Los sistemas de drenaje urbano tradicionales, diseñados para evacuar rápidamente el agua de lluvia, ya no son sostenibles. La urbanización y el cambio climático exacerban los problemas de inundaciones, contaminación y gestión hídrica. Sin embargo, una nueva visión surge para transformar la gestión del agua urbana. Los Green Water Systems (GWS), por sus siglas en inglés, ofrecen una solución innovadora, mimetizando procesos naturales para gestionar el agua de lluvia, mediante la implementación de infraestructura verde, como jardines de lluvia, techos verdes y sistemas de recolección de agua de lluvia. La transición hacia un drenaje urbano sostenible comienza con la integración de estrategias de diseño urbano innovadoras, a partir de la incorporación de espacios verdes, áreas de infiltración para reducir la escorrentía y mejorar la calidad del agua. Para abordar estos desafíos, la presente investigación realizó una revisión exhaustiva de la literatura existente de GWS. Esta revisión sistemática de literatura identificó las mejores prácticas y estrategias para implementar GWS de manera efectiva, considerando factores como la eficiencia, la escalabilidad y la aceptación social. Los hallazgos destacan la importancia de: - Integrar estrategias de diseño urbano innovadoras para reducir la escorrentía y mejorar la calidad del agua. - Implementar tecnologías de gestión del agua eficientes, como sistemas de recolección y tratamiento de agua de lluvia. - Fomentar la educación y conciencia comunitaria para promover una cultura de responsabilidad y cuidado del agua. - Establecer políticas y regulaciones que apoyen la adopción de GWS, incluyendo incentivos económicos y estándares de diseño. Además, la investigación logró una definición estandarizada de GWS, una revisión de guías de diseño y normas relacionadas con Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) con el fin de lograr una propuesta de parámetros de diseño. La transición hacia un drenaje urbano sostenible es un proceso continuo que requiere compromiso, innovación y colaboración. Los GWS presentan una visión prometedora para un futuro más resiliente y sostenible en la gestión del agua urbana.