Ingeniería Civil
URI permanente para esta colección
Examinar
Envíos recientes
Ítem Acceso Abierto Reducción del efecto de las precipitaciones mediante el uso de pavimento permeable en el Jr. Zarumilla y Jr. Ucayali del distrito de Jacobo Hunter – Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-16) Davila Pinto, Valeria Antuaned; Velazco Alarcon, Leonardo AndreLa presente investigación describe que, en el Perú, el fenómeno del Niño genera intensas precipitaciones que afectan significativamente la infraestructura vial, provocando el deterioro de los pavimentos debido a la acumulación de la escorrentía superficial del agua. La falta de sistemas de drenaje eficientes agrava esta problemática, ocasionando daños en las redes de agua potable, alcantarillado y en el medio ambiente, como ocurre en la ciudad de Arequipa. Ante esta situación, la presente investigación propone una solución basada en el uso de pavimento permeable, con el objetivo de mejorar la captación y filtración del agua mediante su estructura porosa, reduciendo así la acumulación superficial. Sin embargo, los pavimentos permeables presentan una limitación en su resistencia mecánica, lo que restringe su aplicación a vías de bajo tránsito. Para abordar este inconveniente, se plantea el uso de fibras de polipropileno, con el propósito de obtener mejores resultados de sus propiedades estructurales y hacer viable su implementación en vías de tránsito bajo. La investigación se desarrolla en diferentes capítulos, abordando desde el planteamiento del problema y el marco teórico hasta la metodología empleada, el desarrollo experimental y el análisis de resultados. Se realizarán ensayos de permeabilidad, resistencia y diseño de mezclas para evaluar el desempeño del material propuesto. Además, se llevará a cabo un modelamiento digital en el software SWMM 5.2, comparando el flujo de escorrentía en pavimentos tradicionales y permeables. Finalmente, se analizarán los costos unitarios para determinar la viabilidad económica de la propuesta. Los resultados obtenidos permitirán establecer conclusiones y recomendaciones sobre la eficacia del pavimento permeable reforzado con fibras de polipropileno, con el propósito de mitigar los efectos de las precipitaciones y mejorar la infraestructura vial en zonas vulnerables a lluvias intensasÍtem Acceso Abierto Análisis comparativo empleando modelos numéricos CFD y ecuaciones empíricas para el diseño la Bocatoma Bajo Cural en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-10-14) Charaja Apaza, Tatiana Xiomara; Concha Galiano, Guillermo FabrizioEl deterioro progresivo de la infraestructura hidráulica en la Bocatoma Bajo Cural, ubicada en el río Chili en la ciudad de Arequipa, ha generado importantes pérdidas de agua y baja eficiencia en el sistema de riego de los sectores Bajo Cural, Tío y Sachaca. La presente tesis, titulada “Análisis comparativo empleando modelos numéricos CFD y ecuaciones empíricas para el diseño de la Bocatoma Bajo Cural en la ciudad de Arequipa”, tuvo como objetivo general elaborar un diseño técnico mediante el uso de ecuaciones empíricas y modelos numéricos con Flow 3D, con la finalidad de optimizar el funcionamiento hidráulico de la bocatoma. La metodología empleada fue de tipo aplicada, con un diseño experimental y un alcance explicativo. Se inició con la recopilación de información topográfica e hidrológica, se estimaron caudales de diseño para distintos escenarios mediante funciones de distribución de probabilidad y se desarrollaron diseños hidráulicos tradicionales basados en ecuaciones empíricas. Posteriormente, se empleó el software Flow 3D para modelar tridimensionalmente la bocatoma y analizar el comportamiento del flujo en diferentes condiciones. Los instrumentos utilizados incluyeron observación presente, análisis documental y simulación numérica, todas orientadas a contrastar la eficiencia de ambos enfoques. Los resultados obtenidos demostraron que el modelado CFD con Flow 3D ofreció una mayor precisión en la representación de los fenómenos hidráulicos, permitiendo identificar zonas de turbulencia, pérdidas de energía y condiciones críticas no observables con métodos empíricos. Se logró optimizar la poza de disipación reduciendo su profundidad en 1.5 metros, lo cual permitió la formación eficiente del resalto hidráulico, mejorando así la disipación energética del sistema. Además, el diseño CFD mostró una reducción amplia en términos de pérdidas de energía en comparación con el método empírico. En consecuencia, se concluyó que el uso de Flow 3D constituye una herramienta técnica eficaz para mejorar el diseño de obras hidráulicas, garantizando mayor estabilidad estructural y eficiencia operativa. Esta metodología representa una alternativa viable para modernizar diseños tradicionales y contribuir a una gestión hídrica más eficiente y sostenible.Ítem Acceso Abierto Análisis de la influencia del humo de sílice con aditivo plastificante en la resistencia a la compresión y tracción del concreto de fc=210 kg/cm2y fc=280 kg/cm2 con sustitución de agregado reciclado, Arequipa 2023(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-29) Araoz Marin, Diego Antonio; Ramirez Velarde Alvarez, Jaime EduardoExisten investigaciones que avalan el uso de agregado grueso reciclado obtenido de demolición como sustituto parcial del agregado grueso natural, sin embargo, estas se basan en concretos de bajas resistencias, pues a mayor porcentaje de reemplazo se ve mermada su trabajabilidad, ya que, al tener mortero adherido al agregado, este presenta una mayor absorción, sumado a esto existen diferencias en las propiedades mecánicas de los agregados que afectan directamente en la resistencia final. Es así que, para suplir estas deficiencias se analizó la inclusión de humo de sílice que ha demostrado incrementar las resistencias a compresión del concreto y la adición de aditivo superplastificante para mejorar la trabajabilidad en diseños de mezcla f’c=210 kg/cm2 y f’c=280 kg/cm2 con porcentajes de sustitución de 25% y 50% de agregado grueso por agregado grueso reciclado de TMN ½”. La presente investigación, es de diseño experimental y evaluó la resistencia a compresión y tracción indirecta para f’c=210 kg/cm2 y f’c=280 kg/cm2 a los 7, 14 y 28 días de probetas de concreto de 20cm x 10cm, para la inclusión del humo de sílice en dosificaciones de 0%, 5%, 10% y 15%, también se utilizó el aditivo superplastificante en dosificación de 500ml por bolsa de cemento. Estas adiciones fueron para diseños de mezcla con porcentajes de reemplazo de 0% 25% y 50% de agregado grueso reciclado. En total se realizó 48 diseños de mezcla y el número de probetas requeridas tanto para el ensayo a compresión como para el ensayo de tracción indirecta fue de 576 testigos de concreto, también se realizó el ensayo de profundidad de carbonatación mediante la medición del Ph. Además de ello, se incluye un análisis costo-beneficio. De todos los resultados se concluye lo siguiente: Para el diseño de mezcla f’c=210 kg/cm2 la adición de 10% de humo de sílice, aditivo superplastificante y un 50% de reemplazo de agregado grueso reciclado fue el diseño óptimo, debido a que alcanza la resistencia requerida cumpliendo con el slump. Para el diseño de mezcla f’c=280 kg/cm2, la adición de 10% de humo de sílice, aditivo superplastificante y un 25% de reemplazo de agregado grueso reciclado, es el diseño óptimo, debido a que alcanza la resistencia requerida cumpliendo con el slump, lo que se traduce en una trabajabilidad aceptable. La elección de los diseños óptimos se basó principalmente en su resistencia a compresión, pues es la propiedad físico-mecánica de mayor importancia para su uso.Ítem Acceso Abierto Evaluación de las propiedades mecánicas y capacidad autolimpiante del concreto fotocatalítico con adición de TiO2 con resistencia f´c 210 kg/cm² y 280 kg/cm² para acabados caravista en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-09-18) Zarate Mamani, Jomar EverECÁNICAS Y CAPACIDAD AUTOLIMPIANTE DEL CONCRETO FOTOCATALÍTICO CON ADICIÓN DE TiO2 CON RESISTENCIA F´C 210 KG/CM² Y 280 KG/CM² PARA ACABADOS CARAVISTA EN LA CIUDAD DE AREQUIPA” tiene como objetivo evaluar las propiedades mecánicas y capacidad autolimpiante del concreto fotocatalítico con adición de TiO2 con resistencia f´c 210 kgf/cm² y f´c 280 kgf/cm² para acabados caravista en la ciudad de Arequipa, teniendo como metodología un tipo y nivel de investigación descriptiva, teniendo un diseño de la Investigación Experimental, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión en probetas curadas a 7, 14 y 28 días, obteniendo resultados que muestran una buena evolución de las propiedades mecánicas, Asimismo, se evaluó la capacidad de autolimpieza del concreto, observando una mejora significativa en la capacidad de degradación de contaminantes, especialmente en las mezclas con mayor adición de TiO2. Los resultados indican que la incorporación de TiO2 no solo mejora la capacidad de autolimpieza del concreto, sino que también mantiene una resistencia mecánica adecuada para su uso en acabados arquitectónicos, como en proyectos de fachada en la ciudad de Arequipa. Se concluye que el concreto fotocatalítico con adición de TiO2 es una alternativa viable y sostenible para aplicaciones urbanas, contribuyendo a la mejora de la calidad ambiental y la durabilidad estética de las estructuras en áreas expuestas a altos niveles de contaminación.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 Propuesta de modelo de gestión para la mitigación de pérdidas en obras paralizadas bajo la modalidad de contrata, integrando tecnologías emergentes de la construcción 4.0 y metodologías colaborativas IPD y BIM(Universidad Católica de Santa María, 2025-10-01) Mamani Quispe, Alan OzielLa presente investigación aborda desde una visión integral la problemática nacional de obras paralizadas ejecutadas bajo la modalidad de ejecución contrata, esto debido a los constantes desafíos que plantea el sector de la construcción y su continuo desarrollo, con ello surge la necesidad de incorporar nuevas metodologías y tecnologías emergentes; las cuales ofrecen herramientas al sector para lograr mejores resultados en todo el ciclo de vida de una infraestructura pública de una manera más eficaz y eficiente. Para esta investigación se evaluaron proyectos que cumplen con los requisitos para ser considerados como paralizados, y a su vez han sido ejecutados bajo la modalidad de contrata, se realizó un análisis de todas las obras paralizadas por contrata a nivel de la región de Arequipa, con ello se pudo detectar problemáticas similares entre ellas, mediante la investigación se logró integrar metodologías colaborativas como la Entrega integral de proyectos en sus siglas en ingles IPD con las tecnologías emergentes que han estado surgiendo en los últimos años; es por ello que mediante la integración de estas se genera una modelo de gestión integrativo y con un enfoque colaborativo, el cual nos brinda un marco referencial para abordar la problemática nacional de obras paralizadas en el sector público, en nuestro contexto nacional, la paralización de obras trae consigo consecuencias negativas hacia el crecimiento de un país, es por ello que, al analizar un proyecto como caso de estudio, esta servirá de precedente para generar un marco de procedimiento para generar procedimientos y herramientas en busca de solucionar la problemática a las constantes paralizaciones de obras públicas, primando como objetivo principal la reducción de pérdidas que ya de por si se han generado y enfocando procedimientos de gestión para una reactivación en el menor tiempo posible; mediante la incorporación de nuevos contratos inteligentes, con las cuales se brindaran un aspecto preventivo para que no se generen más riesgos de futuras paralizaciones. La recolección de datos se ha llevado a cabo a través de encuestas con profesionales y funcionarios de las entidades a nivel regional o la información proporcionada por algunas de las entidades públicas y documentación extraída de los sitios web oficiales del estado, con ello se analizó las principales problemáticas que generaron la paralización de cada una de ellas, entre la que más destacaron fue deficientes expedientes técnicos, la poca comunicación entre las partes interesadas de los proyectos, fallas en los procedimientos constructivos; generando así, ampliaciones de plazo, adicionales de obra, entre otros; terminado el análisis integral de las causales de paralización, se procedió a integrar el modelo de gestión propuesto basado en la filosofía de la Entrega Integrada de proyectos IPD integrando tecnologías emergentes 4.0 como contratos inteligentes y la metodología BIM a través del modelado 3D en el software Revit. En la última etapa se realizó la validación del modelo de gestión propuesto a través de encuestas según el método Delphi en dos fases llegando a un 83.67% de aprobación, mediante cuestionarios a expertos y/o especialistas en la rama de ejecución de obras públicas bajo la modalidad de contrata. Para la validación cuantitativa, se realizó un análisis donde se evaluaron las pérdidas que ya se han generado por la problemática que genero la paralización y a través del modelado 3D, se actualizaron las partidas enfocadas a concreto y acero estructural obteniendo así ratios de reducción al integrar la metodología BIM a través de Revit en la cuantificación de materiales para una correcta reactivación y con ello evitando que se sigan generando más perdidas, por último se realizó la validación estadística con la prueba T-Student con referencia a la literatura de proyectos que implementaron BIM, obteniendo así intervalos de confianza en los cuales se encuentran los porcentajes de reducción obtenidos en esta investigación. Finalizando así la presente investigación con un enfoque de brindar un modelo de gestión efectivo a través de mecanismos y esquemas claros para la reducción de perdidas en obras publicas paralizadas bajo la modalidad de ejecución contrata.Ítem Acceso Abierto Manual de predimensionamiento de naves industriales de acero para distintos casos de estudio, en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-07-03) Barreda Fuentes, Daniel EnriqueEl desarrollo de nuestra ciudad de Arequipa ha llevado al aumento de la demanda por nuevas infraestructuras que permitan cerrar las brechas generadas. Para ello, los nuevos proyectos solicitan el uso de teconologías faciliten que este crecimiento se dé de la forma más eficiente posible (menor tiempo y menor costo). Un ejemplo de ello es la mayor difusión de las estructuras metálicas. (Perez Murrieta & Huaman Zubiate, 2019) Las construcciones hechas de elementos metálicos se caracterizan, como proyecto, por sus bajos costos de fabricación y menor tiempo de ejecución, y como estructura, por tener una baja relación peso – área, lo cual le da una ventaja respecto a otros tipos de materiales para determinados usos. Estos aspectos vienen siendo aprovechados sobretodo y en gran medida por sectores industriales y de producción, mediante el uso de naves industriales para cubrir grandes luces sin la necesidad de elementos intermedios de refuerzo, lo que mejora la eficiencia del área cubierta, un punto clave para el adecuado desarrollo de los mencionados sectores. (Perez Murrieta & Huaman Zubiate, 2019) A pesar de ser cada vez más usuales las consntrucciones metálicas tipo nave industrial y debido a la amplia variedad de propuestas de estructuración para un mismo problema, no ha sido posible establecer un estándar de diseño que satisfaga las necesidades de manera eficiente. Es en base a este problema que surge la necesidad desarrollada en la presente investigación que busca, mediante la estructuración, análisis y diseño de todos los elementos de una nave industrial, crear un manual que sirva como una base para el predimensionamiento de estructuras de características similares. Para ello se definieron como dimensiones para la investigación una luz de 20 metros, una profundidad de 40 metros y una altura de columnas de 5.80 metros, en los cuales se desarrollaron las propuestas de 16 casos de estudio que surgieron de la interrelación de 4 tipos de armaduras o celosías (Pratt, Howe, Warren Simplificado y Warren Reforzado) y 4 distanciamientos entre pórticos (4.45 metros, 5.00 metros, 5.72 metros y 6.67 metros). Para la elección de las estructuras más eficientes se seleccionó la configuración de distintas secciones comerciales de la ciudad de Arequipa, que nos dé como resultado el menor ratio peso-área, obteniendo estructuras para cada distanciamiento que fueron desarrolladas en los planos adjuntos a la presente investigación. (Camacuari Suárez & Huaccan Valencia, 2021)Ítem Acceso Abierto Análisis teórico/experimental de vigas reforzadas con PRFV y acero: Comportamiento estructural a flexión y de optimización de costos en refuerzos(Universidad Católica de Santa María, 2025-08-26) Arenas Zegarra, Mauricio Sebastian; Casapia Vargas, Neyder RenzoLa presente investigación evalúa el comportamiento estructural de vigas de concreto reforzadas con barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV), barras de acero corrugado grado 60 y una combinación híbrida de ambos materiales. El objetivo principal fue determinar si el refuerzo híbrido mejora la resistencia a flexión sin comprometer la ductilidad, y si representa una alternativa eficaz técnicamente y económica. Para ello, se realizaron análisis teóricos mediante cálculos manuales y software estructural, complementados con ensayos experimentales a flexión en laboratorio. Dado que el equipo disponible no permitió medir la ductilidad de manera directa, se recurrió a analizar de gráficas momento-curvatura, cuyos resultados fueron consistentes con los cálculos manuales. Se concluyó que el refuerzo híbrido, con una cuantía alta cerca al valor máximo, su ductilidad mejora, aunque su resistencia disminuye con respecto al refuerzo de acero. Además, se evidenció una reducción aproximada del 15% en los costos de materiales con el uso de PRFV, gracias a su ligereza y facilidad de instalación se presume que el ahorro sea mucho mayor considerando mejoras de rendimientos. Finalmente, se recomienda profundizar en el estudio de otros elementos estructurales, considerar ensayos con sensores para medir deformaciones precisas, y aplicar análisis de costo-beneficio en condiciones reales de obra, lo que permitirá validar y optimizar el uso del PRFV como alternativa estructural.Ítem Acceso Abierto Estimación del impacto del cambio climático mediante las Trayectorias Socioeconómicas Compartidas (SSP) en la disponibilidad hídrica en represas - Caso de estudio peruano(Universidad Católica de Santa María, 2025-06-01) Condori Holgado, Florelva Zelideth; Ticona Marin, Jheyson NestorEn los últimos años, la gestión de los recursos hídricos se ha convertido en una preocupación global crítica debido a los efectos del cambio climático. Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (IPCC), el aumento de la temperatura media anual, impulsado por las crecientes concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI), podría intensificar las fluctuaciones en la disponibilidad hídrica. El objetivo de la presente tesis fue evaluar el impacto del cambio climático en la disponibilidad hídrica de la represa Condoroma, utilizando los modelos climáticos asociados a los escenarios de Trayectorias Socioeconómicas Compartidas (SSP). La metodología consistió en recopilar y tratar información hidrometeorológica, adecuar el modelo hidrológico en la zona de interés, incluir dos SSP:SSP1-2.6 (favorable) y SSP5-8.5 (crítico) en el modelamiento hidrológico, y cuantificar los cambios en la disponibilidad hídrica de la represa Condoroma. El impacto de los SPP en la disponibilidad hídrica fue cuantificado modificando las variables de ingreso del modelo hidrológico Génie Rural à 4 paramètres Journalier (GR4J). Adicionalmente, se evaluó escenarios de cambio climático futuros cercanos (2025-2050), medio (2051-2075) y lejanos (2076-2100). Los resultados revelan cambios significativos en la disponibilidad hídrica, especialmente bajo el escenario SSP5-8.5, donde se proyectan incrementos sustanciales en la cantidad de agua. Para el período 2025-2050, el modelo HadGEM3-GC31-LL-f3 predice un aumento del 192% en noviembre, mientras que para el período 2051-2075, el modelo UKESM1-0-LL-f2 proyecta un incremento del 263.8%. En el período 2076-2100, el modelo HadGEM3-GC31-LL-f3 predice el aumento más significativo, con un 425.9% en octubre. Finalmente, este estudio pretende servir como modelo aplicable a otras represas en contextos similares, con el fin de incrementar el conocimiento sobre el impacto del cambio climático en la disponibilidad hídrica futura de represas.Ítem Acceso Abierto Determinación del método más factible para el análisis del flujo vehicular del Óvalo Grau, distrito de Arequipa, provincia y región Arequipa, 2024(Universidad Católica de Santa María, 2025-07-07) Maldonado Pastor, Giampierre Leoncio; Roman Lozada, Yuliet MileydiEn los últimos años, el crecimiento del parque automotor en Arequipa ha generado una serie de retos para la movilidad urbana. Uno de los puntos donde esta situación se siente con más fuerza es el Óvalo Grau, una intersección clave que conecta vías importantes y concentra un alto flujo vehicular. Frente a esta realidad, el objetivo de esta tesis es encontrar el método más adecuado para analizar cómo se comporta el tráfico en este punto, y para lograrlo, se trabajó con tres enfoques distintos: los cálculos manuales del Manual HCM 2016, y las simulaciones que ofrecen dos softwares especializados: PTV VISSIM 2025 y Synchro11. La metodología incluyo la recolección de datos reales mediante aforos vehiculares y la identificación de las horas punta, se construyeron modelos que permitieron observar y analizar el comportamiento del tráfico con cada uno de estos métodos. Los resultados mostraron diferencias importantes en cuanto a los tiempos de demora. Mientras Synchro11 presentó valores más variables, PTV VISSIM 2025 ofreció resultados más estables y bajos. Si bien el análisis estadístico general (ANOVA) no evidenció diferencias significativas entre los tres métodos, la prueba t de Student sí detectó discrepancias entre los resultados de PTV VISSIM y los del HCM 2016, sugiriendo que VISSIM tiende a estimar demoras más optimistas al simular condiciones más ideales. A pesar de ello, se concluye que PTV VISSIM 2025 es la opción más adecuada para el análisis del tráfico en el Óvalo Grau, ya que permite una representación más cercana a la realidad, siendo útil no solo para fines académicos, sino también para la toma de decisiones en el planeamiento y gestión del transporte urbano en ArequipaÍtem 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 Análisis comparativo del comportamiento sísmico de disipadores de fluencia Shear Link Bozzo y de fricción Quaketek en una edificación multifamiliar, Arequipa 2024.(Universidad Católica de Santa María, 2025-06-06) Pure Aguinaga, Christian SebastianEsta investigación analiza comparativamente el comportamiento sísmico de los disipadores histéricos Shear Link Bozzo (SLB) y los disipadores de fricción Quaketek, con el objetivo de determinar su efectividad en la reducción de daños estructurales y mejora de la seguridad sísmica en edificaciones de Arequipa. Mediante simulaciones numéricas y análisis estructurales, se evaluaron sus capacidades de disipación de energía, así como su impacto en la reducción de desplazamientos y derivas. Los resultados muestran que los disipadores SLB destacan en la reducción de desplazamientos laterales, alcanzando disminuciones de hasta 43% en eventos sísmicos severos, en comparación con una reducción del 39% lograda por los disipadores Quaketek. En términos de disipación de energía, los SLB absorbieron aproximadamente el 52% de la energía sísmica, mientras que los Quaketek lograron un 47%. Por otro lado, los disipadores de fricción Quaketek demostraron una mayor efectividad en la reducción de desplazamientos y máximas distorsiones laterales, lo que mejora la seguridad y el confort de los ocupantes, especialmente en sismos moderados. En conclusión, los disipadores SLB son más adecuados para edificaciones en zonas altamente sísmicas, donde el control de desplazamientos y la disipación de energía son prioritarios. En contraste, los disipadores Quaketek son recomendables en estructuras donde el confort y la reducción de aceleraciones son factores determinantes.Ítem Acceso Abierto Comparación del modelamiento hidráulico mediante Hec-Ras e Iber con fines de prevención ante inundaciones – caso de estudio del río Tambo en Arequipa, Perú(Universidad Católica de Santa María, 2025-04-14) Aguilar Torres, Thais MoreliaLas inundaciones se han vuelto cada vez más severas y recurrentes en todo el mundo debido a varios factores como lo puede ser el cambio climático Perú no es ajeno a esta problemática(Vargas, 2009). La infraestructura ha demostrado ser poco resiliente ante fenómenos hidrológicos como el fenómeno de Niño. En Arequipa el sector Ayanquera del río Tambo ha evidenciado problemas de desbordamiento, erosión de laderas, inundaciones y acumulación de materiales de arrastre, causando considerables daños materiales. En esta zona se pueden presentar flujos de detritos, las erosiones e inundaciones pueden afectar zonas de cultivo, a los centros poblados Puerto Viejo y Desamparados. Esto implica la ampliación de zonas agrícolas hacia las riberas de los ríos, problemas de inundación, escasez de productos, perdida de suelos agrícolas y consecuentemente pérdida en la economía(Chalco Gutierrez, 2022). Por lo tanto, es importante analizar el comportamiento del flujo y su impacto. Esta investigación propone desarrollar una comparación entre los programas IBER y Hec-RAS con la finalidad de elegir el modelo más representativo de la sección de investigación del Río Tambo y así estar al tanto del comportamiento fluvial frente a un suceso de avenidas intensas, con el objetivo de prevenir inundaciones. Primero, se realizó la modelación hidrológica utilizando el modelo HEC-HMS, a través de la trasformación precipitación – escorrentía utilizando el hidrograma unitario (SCS) y la precipitación neta a través del procedimiento del número de curva, obteniendo así flujos altos para distintos periodos de retorno. Para los periodos de retorno de 50, 100 y 200 años, los caudales máximos fueron 650.10 m3/s, 922.30 m3/s y 1179.30 m3/s respectivamente. En segundo lugar, se realizó la modelación hidráulica utilizando IBER y Hec-RAS, luego de haber realizado un levantamiento topográfico con dron. La conducta en ambas modelaciones mostró una notable similitud respecto al perfil del flujo durante su estado de máximo caudal. En el caso analizado, aguas arriba, donde el régimen supercrítico es predominante, los ritmos son altos y los calados reducidos. En Hec-RAS se visualizan resultados de 0 a 4 m de calado, las velocidades en un rango de 0 a 5 m/s y las cotas de 221 a 256.2 m. Mientas que en IBER los resultados brindan mayor precisión, el calado vario de 0 a 4.20 m, las velocidades de 0 a 5.38 m/s y las cotas de 225.31 a 259.81 m. Es notable la reacción hidráulica del cauce en las marcas de inundación obtenidas en los softwares utilizados, demostrando que es posible que exista peligro de desbordamiento en ambos márgenes. En tercer lugar, se comparan los modelos y se concluye que IBER es el más representativo, dado que ofrece una alternativa más eficaz para modelar ríos con geometrías más irregulares, en las que el manejo del terreno como una malla de volúmenes finitos interconectados recrea de forma más eficaz el suceso que el manejo de secciones vinculadas entre sí. Así, el agua fluye por el terreno, basándose en las ecuaciones de comportamiento establecidas, en cambio Hec-RAS lo considera como un camino preestablecido. En cuarto lugar, se presentó como propuesta de optimización el diseño hidráulico de un dique enrocado con 4.50 m de promedio de altura y un ancho de 4.50 m, tanto en la parte derecha como en la izquierda del margen, el cual encauza el río con la finalidad de que no ocurra inundación. Finalmente se puede afirmar que este estudio ayuda a reducir la brecha del conocimiento respecto a la comparación de modelos hidráulicos en diversos programas como lo son IBER y Hec-RAS.Ítem 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 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 Evaluación del comportamiento del adoquín con la adición de ceniza volcánica y TiO2 bajo las metodologías ACI y Modelo de Acomodo Compresible, Arequipa 2024(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-30) Benique Quispe, Luis Eduardo; Chayña Gomez, Angela MiluskaEl adoquín ha emergido como un elemento esencial en la pavimentación urbana. Sin embargo, su producción conlleva un impacto ambiental notable debido al alto consumo de recursos y energía; para abordar esta cuestión, se han investigado adiciones como la ceniza volcánica y el dióxido de titanio (TiO2), con el fin de optimizar las propiedades del adoquín y disminuir su impacto ecológico. El presente estudio se enfoca en examinar el comportamiento del adoquín con estas adiciones, utilizando las metodologías ACI y el Modelo de Acomodo Compresible (MAC), con el propósito de igualar o superar las características del adoquín tradicional. Mediante la presente investigación, se evaluó el rendimiento de adoquines intertrabados de concreto Portland con sustituciones mixtas, la ceniza volcánica, como material reciclado, y el dióxido de titanio (TiO2), conocido por sus cualidades autolimpiantes, analizando sus características desde los puntos de vista físico-mecánico, económico y ecológico tanto en estado fresco como endurecido, con el propósito de mantener o mejorar sus propiedades. esenciales, incluida su capacidad fotocatalítica. Para ello, se fabricaron adoquines tipo II, con una resistencia de 380 kgf/cm² y dimensiones de 200x100x80 mm, siguiendo los diseños de mezcla definidos por las metodologías ACI y el Modelo de Acomodo Compresible, seleccionados por su capacidad para optimizar los materiales y cumplir con los estándares normativos, con el objetivo de maximizar la resistencia y mejorar la integración de los materiales. Estos adoquines fueron elaborados utilizando sustituciones parciales del peso de cemento en proporciones de 3%, 7% y 12% de dióxido de titanio (TiO2) y 20%, 25% y 30% de ceniza volcánica. El estudio incluyó evaluaciones a los 3, 7 y 28 días de edad, y se calculó la capacidad fotocatalítica mediante el ensayo con Rodamina B. Los resultados en la presente investigación indican que la adición de un 7% de TiO2 y un 25% de ceniza volcánica a la mezcla de concreto para adoquines, optimizada mediante el diseño MAC, resulta en una reducción del costo de producción del 20.3%. Además, la incorporación de TiO2 confiere a los adoquines propiedades fotocatalíticas, lo que les permite descomponer contaminantes y contribuir a la purificación del aire.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 Propuesta metodológica enfocada en la evaluación de riesgos para evitar la modificación contractual en proyectos de infraestructura vial bajo la modalidad de contrata en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica de Santa María, 2025-01-13) Banda Salas, Victor AntonioLos proyectos de infraestructura vial son aquellos que demandan mayor inversión debido a su gran alcance; sin embargo, es bien sabido que, al pasar de los años, siempre que se ejecuta un proyecto de estas características presenta dificultades en su proceso constructivo producto de una mala gestión de riesgos, lo cual conlleva al incremento en el plazo de ejecución y presupuesto. La presente investigación tiene como finalidad elaborar una nueva metodología en la evaluación de riesgos para mitigar la probabilidad de modificación de la forma contractual de obras de infraestructura vial en la ciudad de Arequipa, para ello se tomó como caso de estudio el megaproyecto “Mejoramiento de la interconexión vial entre las avenidas: Jesús, los Incas, Kennedy y las calles: Londres, 30 de agosto, María Nieves Bustamante del distrito de Paucarpata - Arequipa - Arequipa"; el cual es una de las obras viales que se vienen ejecutando y ha venido presentando considerables modificaciones de ampliaciones de plazo y adicionales de obra, por lo que se realizará el análisis de la gestión de riesgos utilizando estándares internacionales y así poder identificar riesgos, analizarlos, proponer acciones de respuesta ante estos y poder monitorearlos. Finalmente, toda la información fruto del análisis de este megaproyecto fue compilada y utilizada para la elaboración de una nueva metodología de gestión de riesgos la cual se propone como aplicable particularmente a obras de infraestructura vial en la ciudad de Arequipa con la finalidad de no recaer en los mismos errores en futuros proyectos, brindando como antecedentes los riesgos identificados en el caso de estudio, los cuales fueron un total de 43, siendo 6 de estos clasificados como críticos tomando como criterio de selección que su urgencia sea alta (valoración de 5) y además que su impacto sea alto y muy alto (valoración de 5 a 10) tanto a nivel presupuestal como de cronogramaÍtem Acceso Abierto Evaluación del manejo de la gestión de riesgos en proyectos de infraestructura vial bajo la modalidad de ejecución por contrata, en municipios distritales, caso de estudio: Municipalidad Distrital de Cerro Colorado, periodo (2022- 2024)(Universidad Católica de Santa María, 2025-01-13) Bedregal Yabarrena, Ignacio Ivan; Malaga Cardenas, Kendrick FadiEste estudio examina los aspectos de gestión de riesgos de los proyectos de infraestructura vial ejecutados bajo el sistema de contrata por la municipalidad distrital de Cerro Colorado entre 2022 y 2024. El estudio identifica, caracteriza y mide los riesgos asociados a estos emprendimientos utilizando metodologías basadas en prácticas internacionales como PMBOK y regulaciones locales como las regulaciones de la OSCE. Los hallazgos indican la importancia de una gestión integral de riesgos desde el inicio de la planificación hasta el final, presentando una matriz de riesgos que puede adaptarse para cumplir con los requisitos locales. El objetivo de esta estrategia es optimizar los recursos públicos, reducir los sobrecostos y mitigar el impacto de los riesgos en la sostenibilidad económica, social y técnica de los proyectos. Finalmente, se hacen recomendaciones para mejorar la gestión de las obras viales públicas.Ítem Acceso Abierto Análisis del comportamiento sísmico de la iglesia de la Compañía de Jesús ubicada en la Ciudad de Arequipa, según la norma peruana E.030 Diseño Sismorresistente(Universidad Católica de Santa María, 2024-12-10) Benavente Paco, Celia Daniela; Ylla Garcia, Anyela LibertadEste trabajo de investigación aborda el análisis sísmico de la Iglesia de la Compañía de Jesús en Arequipa, Perú, siguiendo la normativa técnica peruana E.030 diseño sismorresistente y utilizando el software ANSYS (Versión 2020 R2). La investigación incluyó la actualización de los planos arquitectónicos en planta mediante fotogrametría con la cámara Matterport Pro2 3D, caracterización de los materiales, análisis histórico, análisis de daños estructurales y el análisis sísmico numérico. Para comprender las propiedades mecánicas del sillar, se extrajeron muestras de la iglesia contemporánea a la de en estudio, Purísima Concepción de Lari, construida con técnicas similares. Estas muestras fueron analizadas en el laboratorio de suelos y concreto de la EPIC UCSM, proporcionando datos cruciales para futuras intervenciones de conservación y restauración. El análisis estructural realizado en el software especializado ANSYS (Versión 2020 R2) reveló que, en general, la estructura de la iglesia es adecuada frente a sismos, aunque se identificaron áreas críticas como el campanario y la cúpula central, donde los esfuerzos cortantes exceden ligeramente los límites normativos. Se recomienda reforzar estas zonas para asegurar la integridad estructural y preservar el valor histórico del edificio. Esta investigación subraya la importancia de la conservación preventiva y el refuerzo estructural de edificios patrimoniales en zonas sísmicas, garantizando así su estabilidad y preservación para las generaciones futuras.