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GUILLERMO JOSE ZAVALA ROSELL

GUILLERMO JOSE ZAVALA ROSELL

GUILLERMO JOSE ZAVALA ROSELL

Master of Science in Civil Engineering, GEORGIA INSTITUTE TECHNOLOGY

Ingeniero Civil
DOCENTE ORDINARIO - ASOCIADO
Docente a tiempo completo (DTC)
Departamento Académico de Ingeniería - Sección Ingeniería Civil

Investigaciones

Se encontraron 13 investigaciones

2020 - 2022

Detección y localización automática de daño en construcciones patrimoniales de tierra utilizando técnicas experimentales y analíticas para el monitoreo de la salud estructural

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.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
2018 - 2020

Patrimonio virtual: Herramienta interactiva de realidad virtual y aumentada para la difusión científica, educacional y turística del patrimonio edificado que conforma la ruta del barroco andino en Cusco

Patrimonio virtual es un proyecto interdisciplinario piloto que une la realidad virtual y aumentada con técnicas de educación que potencian la experiencia del usuario al visitar virtualmente locaciones de importancia histórica y artística. El desarrollo se hará en base a dos iglesias consideradas como obras maestras de la ruta del Barroco Andino en Cusco: la Iglesia de Andahuaylillas y la Iglesia de Huaro. En estos monumentos se desarrollarán experiencias educativas y de turismo virtual utilizando técnicas avanzadas para procesamiento de imágenes y construcción de modelos sólidos, así como para el desarrollo de experiencias inmersivas. La experiencia de educación se enfocará en crear herramientas para potenciar la formación de alumnos universitarios de historia del arte, arquitectura, mundos virtuales 3D en la educación y de ingeniería ligados a la conservación del patrimonio. Se implementará para ello experiencias con herramientas de realidad virtual que permitan movilidad dentro de los espacios virtuales. Estas experiencias se crearán a partir de información geométrica ya disponible en el equipo de investigación la cual se incorporará en la plataforma HTC VIVE. La experiencia de turismo virtual se desarrollará a partir de la implementación de modelos que permitan la interacción de los usuarios con algunos sectores claves en ambas iglesias. Estos modelos serán incorporados en una aplicación modular con terminales de tablets donde se recrearán experiencias de realidad aumentada. El área directamente beneficiada con esta investigación es la de educación, conocimiento y aprendizaje humano debido a la introducción y creación de plataformas didácticas innovadoras que permitirán a los alumnos y educadores contar con nuevas herramientas de aprendizaje. El impacto trasciende incluso esta área y abarca aspectos sociales e históricos porque se generan herramientas de difusión que son claves para el sostenimiento de un país con gran riqueza cultural.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • Pontificia Universidad Católica del Perú - dgi (Financiadora)
  • Pontificia Universidad Católica del Perú - ingenieria (Financiadora)
2018 - 2019

Aplicación de la Simulación Computacional en los Cursos de Ingeniería Geotecnia

Los rápidos avances en los métodos numéricos hicieron de la simulación computacional una herramienta práctica para el diseño en ingeniería. Hoy en día, existen una gran cantidad de programas, sin embargo, sea por falta de tiempo, interés y/o habilidad del manejo de programas no se llevan cursos de simulación computacional, dejando estos para el posgrado. El propósito de este proyecto de innovación es proporcionar a los estudiantes los primeros pasos en la simulación computacional en el curso de Mecánica de Suelos. Se propone realizar la misma aplicación a través de un programa computacional, para luego comparar las soluciones. Con esta metodología se proporcionará los medios para obtener una mayor compresión de los conceptos de una manera profunda, sin tener los conocimientos avanzados de cursos como métodos numéricos, métodos de elementos finitos y modelos constitutivos que son estudiados en el postgrado y que son la base de estos programas. El proyecto realizara un estudio de los ejercicios del curso de Mecánica de Suelos, que se puedan modelar, simular y posprocesar en clase. Se extraerán problemas tipos para evaluarlos con un programa computacional gratuito o con licencia educacional. Se simulará en varios escenarios, cuyos resultados serán comparadas con las soluciones analíticas y/o empíricas que son realizados de la forma tradicional. El proyecto elabora una guía de problemas prácticos y propuestos. Además se elaboró tutoriales en vídeos con los pasos a modelar en el programa seleccionado. Finalmente, elabora un sistema de evaluación implementado con la ayuda de algún aplicativo en línea como en el Socrative. Esta experiencia de innovación en la docencia universitaria será efectuada primero en el curso de Mecánica de Suelos, y en el futuro se podrá extender en los cursos relacionados a ingeniería geotecnia.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • DEPARTAMENTO DE CIENCIAS PUCP - INGENIERíA CIVIL (Financiadora)
  • VICERRECTORADO ACADEMICO PUCP - Dirección Académica del Profesorado (DAP) (Financiadora)
2016 - 2018

Proyecto piloto para el monitoreo remoto de la iglesia de San Pedro Apóstol de Andahuaylillas y la de San Juan Bautista de Huaro en Cusco

En Perú existen innumerables construcciones históricas de adobe de alto valor patrimonial que, por razones geográficas propias del país y de la región donde se ubican, están expuestas a acciones naturales que condicionan su supervivencia. La evaluación estructural de estas edificaciones es compleja debido a la variabilidad de los materiales, incertidumbre en las condiciones de frontera, el daño acumulado y la escasez de herramientas analíticas y experimentales adecuadas para su análisis. El presente proyecto propone desarrollar una herramienta de evaluación estructural para este tipo de edificaciones que combine técnicas de monitoreo remoto de parámetros ambientales y estructurales con información de las condiciones geofísicas y de sismicidad local. Se pretende desarrollar un sistema de monitoreo dinámico que permita evaluar la respuesta estructural de estos sistemas de forma continua y que se integre con la información de estudios de peligro sísmico que se desarrollen con técnicas de exploración geofísica. Este novedoso sistema de monitoreo remoto permite detectar peligros estructurales de manera inmediata y a distancia lo que permitiría una rápida acción para prevenir el colapso de monumentos históricos. Este tipo de sistemas existen en otro tipo de edificaciones en el mundo, pero nunca se han desarrollado para estructuras de adobe y en particular en el Perú. La validación del desarrollo se hará en dos monumentos emblemáticos de la zona sur del país: La iglesia de San Pedro Apóstol de Andahuaylillas y la de San Juan Bautista de Huaro en el Cusco, que son obras maestras de la religiosidad andina y que tienen un elevado significado histórico y artístico. El proyecto calza perfectamente en la línea de trabajo que viene desarrollando el grupo de investigación en el sentido de complementar el trabajo desarrollado y ser un paso adicional para la conservación adecuada de edificaciones patrimoniales de tierra en todo el país.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Dirección de Gestión de la Investigación (DGI) (Financiadora)
  • UNIVERSIDADE DO MINHO - departamento de ingenieria civil (Financiadora)
  • university of north carolina at charlotte - departamento de ingenieria civil (Financiadora)
2014 - 2015

Hacia la conservación de construcciones monumentales de tierra en zonas sísmicas: Estudio de las condiciones geotécnicas, sísmicas y de comportamiento estructural en La Huaca de la Luna

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.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PATRONATO HUACAS DEL VALLE MOCHE (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Humanidades (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Dirección de Gestión de la Investigación (DGI) (Financiadora)
  • UNIVERSITY OF ROCHESTER (Financiadora)
2010

Caracterización geotécnica de localidades sujetas al fenómeno de licuación. El caso de Tambo de Mora

Se estudiará la licuación de los suelos en la localidad de Tambo de Mora, de acuerdo al proyecto DGI 2010-0036. Se hará un análisis de licuación con diversos métodos existentes y se determinará cuán aplicables son estos para dichos suelos. Se espera contribuir a predecir más precisamente la licuación de suelos en el Perú.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • Pontificia Universidad Católica del Perú - Departamento de INgeniería (Financiadora)
2010

Caracterización Geotécnica de Localidades Sujetas al Fenómeno de Licuación. El caso de Tambo de Mora.

El sismo ocurrido el 15 de Agosto de 2007 cerca a Pisco, Perú, ocasionó licuación de arenas a lo largo de 250 kilómetros de la costa de Perú al sur de Lima. Este artículo presenta los resultados de las investigaciones de suelo efectuadas en la ciudad de Tambo de Mora, donde se encontraron evidencias del fenómeno de licuación en las observaciones de campo efectuadas después de dicho sismo. También se presentan los análisis de susceptibilidad a licuación. En las zonas más afectadas por el sismo se encontró suelos heterogéneos con una capa de arena suelta superficial, y una capa de grava a distintas profundidades. El nivel freático se encontró a profundidades menores a un metro. Los análisis de licuación mostraron que la capa de arena suelta superficial tiene una alta probabilidad de licuación si es sometida a un sismo similar al del 2007. Además debajo de la capa de grava se encontró arena limpia que podría ser también susceptible a licuación.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • DIRECCION ACADEMICA DE INVESTIGACION - DAI PUCP - Ingenieria (Financiadora)
2010

Caracterización Geotécnica de Localidades Sujetas al Fenómeno de Licuación. El Caso de Tambo de Mora.

El Perú se encuentra en una zona altamente sísmica. Muchos de los daños importantes de los últimos terremotos se deben al fenómeno de licuación de arenas, que ocurre cuando estos eventos causan una pérdida total de resistencia del suelo. En este proyecto se realizará la caracterización geotécnica de algunas zonas del distrito de Tambo de Mora, en donde la ocurrencia de este fenómeno en el terremoto de Agosto del 2007 ocasionó perdida de vidas humanas y cuantiosos daños materiales. El proyecto busca determinar si las teorías existentes obtenidas a partir del comportamiento de suelos que licuaron en otras partes del mundo son aplicables a los suelos ubicados en Tambo de Mora, como un ejemplo típico de los suelos peruanos sujetos a este fenómeno. Luego de una revisión bibliográfica del tema, se procederá a la investigación de campo, la cual se hará utilizando el ensayo estándar de penetración (SPT) por cada metro de perforación en algunos lugares selectos donde haya ocurrido licuación. Estos datos se complementarán con los ensayos de laboratorio, en especial para validar la influencia del contenido de finos en este fenómeno. Con los datos obtenidos se efectuará un análisis de licuación de suelos utilizando distintas metodologías conocidas. Se intentará de verificar la validez del procedimiento propuesto en la nueva norma E.050 para el análisis determinístico y probabilístico de la licuación. Finalmente se escribirá un reporte con los datos obtenidos y resultados de los análisis efectuados.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Dirección de Gestión de la Investigación (DGI) (Financiadora)