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El proyecto propone la aplicación combinada de técnicas de monitoreo estructural continuo con herramientas modernas de procesamiento de señales para la detección y localización de daño en construcciones patrimoniales de tierra. Se propone desarrollar una metodología que interprete automáticamente el registro de la respuesta dinámica de sistemas estructurales (se utilizará las frecuencias naturales y los modos de vibración) de tal manera que se la aísle de posibles influencias por cambios en los parámetros medio ambientales (humedad relativa y temperatura) de manera que se pueda obtener información acertada acerca de la existencia y ubicación del daño en edificaciones con sistemas estructurales de tierra. El proyecto propone la elaboración de una red neuronal especializada en detectar y localizar daño estructural en construcciones de tierra, para luego ser evaluada y validada con ensayos realizados en laboratorio para arcos y muros de tierra. Finalmente, se implementará como procesamiento de apoyo en el monitoreo estructural de las iglesias de Andahuaylillas y Huaro, las cuales forman parte de la ruta del barroco andino en Cusco. El conocimiento adquirido y herramientas generadas se integran perfectamente en el trabajo que viene desarrollando el grupo de investigación que presenta esta propuesta (Engineering and Heritage) en relación al desarrollo de herramientas modernas de ingeniería para entender el comportamiento de edificios existentes. Además, el conocimiento generado, podrá ser extrapolado para el estudio de edificaciones patrimoniales, modernas e infraestructura civil esencial (ej. puentes, hospitales, etc.) que requieren de técnicas experimentales que permitan controlar su desempeño sísmico, optimizar procesos de mantenimiento y anticipar problemas relacionados a la degradación estructural.
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Este proyecto de investigación se enfoca en el estudio del comportamiento sísmicoo de estructuras de albañilería de adobe utilizando una metodología de modelado innovadora. Esta metodología se basa en un número reducido de grados de libertad generando una reducción significativa en la demanda computacional. Esto permite que la evaluación del comportamiento sísmico de estructuras se realice desde una prespectiva práctica e ingenieril. En este proyecto, el modelo numérico de la igledia de Huaro, ubicada en la ciudad del Cusco, será sometido inicialmente a análisis no lineales en el rango elastico. La validación de este modelo se realizará mediante la comparición de los resultados obtenidos con la respuesta de la estructura mediante el uso de modelos numéricos sofisticados. Posteriormente, se realizarán ensayos dinámicos no lineales considerando registros sísmicos reales y registros artificiales de acuerdo a la norma peruana. Cabe mencionar que este proyecto no cuenta con financiamiento, pero es un tema de investigación importante para el grupo de investigación ya que el tema es de gran novedad, y abrirá puertas para diversas investigaciones y propuestas de proyectos.
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Este proyecto consiste en el desarrollo de un material mejorado de tierra apisonada (tapial) reforzada con fibras naturales y estabilizada con biopolímeros para la construcción de una nueva generación de edificaciones resilientes y sostenibles. En este proyecto, se consideran mezclas basadas en dos tipos de fibras naturales, preferentemente de procedencia de residuo, que serán empleados como reforzamiento, así como dos tipos biopolímeros como estabilizantes químicos. La eficacia de la estabilización y reforzamiento será evaluada mediante ensayos físicos, mecánicos y químicos. El diseño de mezcla de la tierra apisonada reforzada y estabilizada se elaborará teniendo en cuenta los requisitos de trabajabilidad, compactabilidad, resistencia y durabilidad. El diseño de mezcla óptima se validará verificando el cumplimiento de los requisitos mínimos exigidos por normas nacionales e internacionales para construcciones de tierra que aseguren su viabilidad como material de construcción. El desarrollo de este material se enmarca en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 9 y 11 para la Agenda 2030 propuestos por la Organización de las Naciones Unidas y promueve una economía circular con un uso sostenible de los recursos ambientales, produciendo beneficios tangibles para la sociedad.
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El proyecto consiste en la elaboración de una propuesta interdisciplinaria para analizar la problemática de conservación de la Fortaleza de Kuélap. Las componentes propuestas en esta Hoja de Ruta responden a un análisis y evaluación minuciosa que se hizo a lo largo de cuatro meses de trabajo. En este tiempo se realizó una revisión preliminar de la documentación alcanzada por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, UNESCO-Perú, así como una visita de campo de 10 días que se hizo con el objetivo de evaluar in-situ las condiciones de la fortaleza.
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Este proyecto consiste en la implementación de una herramienta computacional para la evaluación del comportamiento dinámico de estructuras de albañilería mediante el uso de macro elementos y elementos discretos. Este proyecto incluye el desarrollo de algoritmos relacionados al análisis dinámico no lineal considerando técnicas de optimización para reducir la demanda computacional. Asimismo, este trabajo se enfoca en la definición de leyes constitutivas que consideren el comportamiento cíclico de este tipo de material. La validación de los algoritmos se realiza mediante el estudio de un caso de estudio y la comparación con resultados experimentales y numéricos. A partir de la validación será posible evaluar no sólo el comportamiento sísmico de estructuras de albañilería sino también la vulnerabilidad frente la ocurrencia de eventos sísmicos.
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Este proyecto consiste en la aplicación de téncias no destructuvas, análisis estructural, y reconstrucción 3D en plataformas BIM para diagnosticar y evaluar estructuralmente el comportamiento de la Catedral de Ica. Para este proyecto, se aplicarán ensayos de vibraciones ambientales, sónicos y flat jack doble. Por el otro lado, se realizará la evaluación estructural usando herramientas analíticas y modelos numéricos basados en el método de elementos finitos, y la reconstrucción 3D se realizará en base a una nube de puntos híbrida y la aplicación de técnicas de modelado manual semi-automático así como la creación de familias de masa paramétricas.
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El patrimonio monumental en adobe es un legado histórico del Perú cuya pérdida trascendería el ámbito económico y alcanzaría aspectos sociales y de identidad nacional. Estas construcciones no se pueden estudiar mediante procedimientos estándares por lo que se necesitan equipos interdisciplinarios para diseñar metodologías apropiadas de intervención y herramientas sofisticadas de evaluación. El proyecto estudia las condiciones geofísicas, geotécnicas y estructurales en uno de los monumentos más importantes de la cultura moche: la Huaca de la Luna, con el objetivo de desarrollar, en el futuro, una metodología integral de análisis y diagnóstico arqueológico y estructural. Utilizando métodos geofísicos se estudiará la respuesta sísmica de la zona ante eventos de gran magnitud. En el aspecto geotécnico, se obtendrá la estratigrafía del subsuelo y las condiciones de soporte de la construcción. Desde el punto de vista estructural, se identificará el sistema constructivo, caracterización del daño existente, para luego definir estrategias de análisis sísmico. Teniendo en cuenta la discontinuidad del sistema estructural, la construcción original en etapas, el desconocimiento de la filosofía de construcción Moche, y el extenso daño existente, se realizará el estudio comparativo de modelos numéricos de subestructuras. Esta experiencia permitirá desarrollar modelos de comportamiento para el sistema de relleno, los cuales serán integrados posteriormente en un modelo numérico global de la construcción que incluya a las condiciones geofísicas y geotécnicas. El estudio de construcciones masivas y monumentales de tierra no tiene precedentes significativos de investigación interdisciplinaria. El presente proyecto pretende ser un modelo de actuación conjunta entre la ingeniería, geofísica y arqueología; lo cual posicionará a la universidad y al país como líder en este campo.
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Este proyecto propone desarrollar e integrar una serie de herramientas de ingeniería inversa para el iagnóstico estructural de edificaciones históricas de carácter emblemático localizadas en áreas sísmicas. El proyecto incluye la exploración de técnicas de cuatro áreas: levantamiento geométrico, caracterización de materiales, modelado numérico y análisis sísmico. Para el levantamiento geométrico, se propondrá una estrategia de integración de fotogrametría y escáner láser para la generación de modelos sólidos y el desarrollo de registros de realidad virtual. Para la caracterización de materiales se integrarán técnicas no destructivas in-situ como termografía y boroscopía para la inspección estructural, así como ensayos sónicos y análisis modal operacional para la cuantificación de propiedades estructurales. El modelado numérico de desarrollará considerando dos herramientas computacionales: elementos finitos y macro elementos discretos. Se desarrollará una propuesta para la implementación de modelos a partir de nubes 3D. Por otro lado, la calibración de los modelos numéricos se realizará utilizando técnicas iterativas de optimización. Finalmente, para el análisis sísmico se utilizará análisis estático no lineal considerando proporcionalidad a varios modos de vibración, así como análisis no lineal tiempo-historia. Las técnicas de ingeniería inversa que se implementarán serán validadas en la iglesia de la Compañía de Jesús del Cusco que data del siglo XVII y que está ubicada en la plaza de Armas de esa ciudad. La integración de estas técnicas proporcionará, desde el punto de vista práctico, información valiosa para preservar una de las iglesias más emblemáticas del Perú. Desde el punto de vista científico, el proyecto permitirá desarrollar técnicas de inspección, diagnóstico y evaluación estructural de construcciones de mampostería histórica de piedra lo cual, además de ser un hito en la ingeniería peruana, permitirá generar conocimiento replicable en América Latina.
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