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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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Analizar la probablidad de licuación de arenas en la zona sísmica de New Madrid (centro de EEUU)
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En los últimos años ha habido un empuje significativo para reducir emisiones de CO2 en la industria de la construcción mediante el uso de materiales eco-amigables, verdes y sostenibles con el enfoque de reemplazar al cemento y polímeros basados en petróleo. Asimismo, han surgido varios materiales provenientes de la naturaleza de mucho interés, como lignina, almidones, quitosana, gomas y proteínas, y la literatura reporta que varios de ellos han sido exitosamente utilizados en la industria de la construcción. En esta propuesta se evaluarán cuatro (04) biopolímeros: quitosana, goma gellan, goma xantana y goma guar. La literatura existente muestra a estos biopolímeros como alternativas prometedoras para diferentes aplicaciones que involucran suelos. Los biopolímeros pueden interactuar con suelos mejorando distintos tipos de propiedades ingenieriles según el tipo de aplicación de interés. Las aplicaciones de interés en esta propuesta son: 1) como aditivo para la mejora de la resistencia y rigidez de suelos de subrasante de carreteras, 2) como aditivo para mejorar la resistencia y durabilidad de materiales de construcción térreos (p.ej., adobe o bloques de suelo comprimido), 3) como aditivo para mejorar la resistencia a la erosión hidráulica de suelos expuestos a la acción de ríos, oleaje, y lluvias fuertes, 4) como aditivo para controlar generación de nubes de polvo de carreteras destapadas que no solo dañan la misma sino afectan a la salud pública de comunidades cercanas, y 5) mejoramiento a la resistencia para soportar cargas cíclicas durante terremotos. Para evaluar las propiedades ingenieriles mencionadas anteriormente, esta propuesta se divide en 4 objetivos específicos que se concentran inicialmente en la caracterización física, química, hidráulica y mecánica de los materiales de partida (suelos y biopolímeros).
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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.
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Patrimonio virtual es un proyecto seleccionado en el Concurso Anual de Proyectos de Investigación de la PUCP (2018-2020). El proyecto se compone de un grupo interdisciplinario que propone desarrollar un 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. 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.
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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.
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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.
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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.
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