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SANDRA CECILIA SANTA CRUZ HIDALGO

SANDRA CECILIA SANTA CRUZ HIDALGO

SANDRA CECILIA SANTA CRUZ HIDALGO

Doctora en ingeniería, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

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Maestra en Ingeniería (UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO)

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

Investigaciones

Se encontraron 15 investigaciones

2022 - 2023

Investigación numérica - experimental de muros de rocas con distintos arreglos a escala reducida

Más de tres millones de personas viven en las laderas de las periferias de Lima Metropolitana (Comas, S.J.L., Carabayllo, etc.). Las viviendas en laderas, en su mayoría, tienen como base a un suelo de relleno no controlado contenido por muros de piedra con junta seca, o también conocidos como pircas. Estos muros han sido construidos de manera informal y sin ningún manual ni reglamento técnico, por lo cual son estructuras de alta vulnerabilidad sísmica y existe evidencia documentada de ello. Hoy en día, se cuenta con estudios recientes que estudiaron el mecanismo de colapso y la resistencia fuera de plano desde enfoques numéricos y experimentales, tanto a escala natural como reducida. Se presume que la gran aleatoriedad en el ensamble de piedras y la diversidad de técnicas de construcción juegan un rol importante en el desempeño estructural de las pircas. Por tal motivo, en esta investigación se desea aportar al conocimiento del comportamiento estructural de los muros de piedra mediante un estudio numérico experimental de muros a escala reducida con diversos arreglos en las unidades que las componen. Para ello, se realizará una fase experimental donde se realizará ensayos de especímenes a escala reducida sobre una mesa inclinable (enfoque pesudo-estático) y se realizará una fase numérica que buscará representar el desempeño estructural de los muros ensayados mediante el Método de Elementos Discretos (MED) en el programa Yade. Se espera conocer la incidencia del arreglo en las unidades de los muros y lograr un modelo numérico óptimo que sea capaz de estimar la respuesta estructural ante diversos escenarios sísmicos. Logrado ello, será posible estimar la vulnerabilidad sísmica en consideración del arreglo de las piedras en las pircas. Esto contribuirá a una estimación más precisa del riesgo sísmico y, con ello, del costo de daños pérdidas ante los posibles escenarios sísmicos.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - - (Financiadora)
2021 - 2023

Técnica mejorada para la construcción de muros de piedra con junta seca típicos de las zonas andinas con base en estudios numéricos y experimentales

En este proyecto se estudiará el comportamiento dinámico de los muros de contención de piedra seca, pircas, mediante análisis numéricos y experimentales con un enfoque pseudoestático y dinámico. Esto permitirá calibrar los modelos numéricos, estudiar la influencia del arreglo de las piedras (en su sección longitudinal y transversal) y obtener una comparación entre el enfoque pseudoestático y dinámico con base en análisis numéricos. Finalmente, con base en los resultados numéricos y experimentales (arreglos óptimos, mecanismos de colapso y capacidad de las pircas) se podrá brindar algunas recomendaciones preliminares.

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)
  • universidad alpes grenoble - Laboratorio 3rs (Financiadora)
  • UNIVERSIDAD DE GRENOBLE - Laboratorio 3rs (Financiadora)
  • UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA S.A. - departamento de ingeniería (Financiadora)
  • UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA S.A. - ingeniería civil (Financiadora)
2020 - 2023

Técnica mejorada para la construcción de muros de piedra con junta seca típicos de las zonas andinas con base en estudios numéricos y experimentales

Las construcciones de mampostería tradicional, como los muros de piedra de junta seca (DSRW) o de adobe son construcciones sostenibles pero no existe garantía sobre su desempeño ante carga sísmica. En el Perú, se utiliza un tipo de DSRW denominado ¿pircas¿ para nivelar terrenos en las laderas de la periferia de las ciudades en donde los pobladores construyen sus viviendas (Zanelli, 2019). Los estudios cuantitativos sobre el DSRW son numerosos en Francia (Vincens y Morel). En el Perú, existen algunas recomendaciones cualitativas (GDU, 2013, Zavala, 2018), y algunos estudios experimentales estáticos (Santa Cruz, 2019) pero se necesitan más estudios para optimizar su uso y recomendar soluciones técnicas. El objetivo del proyecto es (1) Elaborar un modelo numérico de las pircas utilizando el método de elementos discretos (MED) con YADE (software gratuito desarrollado en UGA) para estudiar el comportamiento dinámico y determinar coeficientes de seguridad o funciones de vulnerabilidad, y (2) Adquirir las competencias en DEM en la PUCP, que es conocida principalmente por través de códigos comerciales, para poder fortalecer la línea de investigación del grupo GERDIS en las construcciones de tierra históricas. Se ha postulado al fondo de MOvilizaciòn de ECOS NORD para las pasantías de los investigadores y tesistas.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Vicerrectorado de investigaciòn (Financiadora)
  • universidad de grenoble alpes - Laboratorio Labo 3SR , équipe GEOMECANIQUE (Financiadora)
2020 - 2021

Estudio de Evaluación de las observaciones relativas a la dinámica de los ríos en países Andinos (Assessment of river dynamics observations in Andean countries)

Según el Banco Mundial, los países tropicales, es decir, la mayoría de los países Andinos, exhiben la mayor densidad de eventos asociados a riesgos hidroclimáticos. Estos eventos son principalmente inducidos por controles meteorológicos a gran escala como la Zona de Convergencia Intertropical y El Niño-Oscilación Sur. Además, estas condiciones se ven agravadas por la limitada capacidad de prevención y respuesta de los países en desarrollo para gestionar los riesgos hidroclimáticos debido a la insuficiencia de recursos técnico-económicos y los desafíos de organización institucional que enfrentan comúnmente. Además, los modelos de cambio climático en regiones tropicales sugieren que los riesgos hidroclimáticos podrían volverse más frecuentes e intensos en los próximos años. Este estudio aborda los desafíos de la región de los Andes relacionados con dos objetivos del desarrollo sustentable (ODS) para el 2030 según las Naciones Unidas: ODS-6 (Agua limpia y saneamiento) y el ODS-15 (Vida en la tierra), que también constituyen desafíos de interés para el Clúster de cooperación Conéctate A+.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • Consorcio para el Desarrollo Sostenible de la Ecorregión Andina (CONDESAN) - - (Financiadora)
  • EIDGENOSSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZURICH (SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY ZURICH) - - (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • UNIVERSIDAD CATOLICA DE LOVAINA - - (Financiadora)
  • UNIVERSIDAD DEL NORTE - - (Financiadora)
  • University of Costa Rica - - (Financiadora)
2018 - 2021

159-2017-FONDECYT Evaluación del potencial de desarrollo de proyectos de inyección geológica de CO2 en el Perú mediante opciones reales

Se evalua el potencial de los yacimientos de hidrocarburos en el Perú con el fin de almacenar CO2 como medida de mitigación segura para reducir las emisiones de este gas al medio ambiente mediante una metodología integral multidisciplinaria. Esta metodología comprende la evaluación de los riesgos (naturales y de almacenamiento), el uso del territorio y de la estimación preliminar de la capacidad de almacenamiento. Se obtendrá un mapa de yacimientos potencialmente aptos para el almacenamiento de CO2. Luego, se realizará el análisis económico de un yacimiento mediante la teoría de opciones reales. El beneficio que se obtengan por almacenar CO2 se estimará como la capacidad de almacenamiento del yacimiento por su precio en el mercado. La capacidad se evaluará con simulaciones numéricas del flujo de CO2 en el medio poroso en función del tiempo y la información de las propiedades geológicas y mecánicas existentes. El precio del almacenamiento se modelará como una variable aleatoria de movimiento browniano geométrico. El costo tomará en cuenta los gastos de construcción y mantenimiento de las instalaciones y los posibles riesgos. Se estimará el número de pozos de inyección y de observación que deben construirse de acuerdo a la capacidad de almacenamiento. Adicionalmente se analizará matemática y numéricamente el tipo de monitoreo óptimo para las condiciones del yacimiento. Se determinará si los test armónicos de pozos pueden ser usados para el monitoreo del frente de CO2.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • Computer Modeling Group - Grupo de Modelamiento computacional (Financiadora)
  • CONCYTEC - fondecyt (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
2019 - 2020

¿Comportamiento a Flexión de Vigas Reforzadas con FRP Sometidas a Acciones Cíclicas

The deterioration of structural elements in buildings is attributed to degradation by natural factors, lack of maintenance and the design of structures with standards that have been updated. This panorama makes us meditate on the need to look for structural reinforcement solutions. Many strengthening techniques have been developed and used for repair and rehabilitation of damaged and seismically deficient structures. The combination of carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets and an epoxy resin is widely used, due to its high tensile strength. The CFRP system has demonstrated stress-strain behavior with low ductility. By combining this system with reinforced concrete (RC), the ductility will be limited to the relationship steel - CFRP. In previous works reinforced beams with CFRP have been experimented to flexion, subjected to cyclic loads, being one of the failure modes the delamination of the CFRP. Therefore, eight full-scale cantilever beams reinforced with transverse wraps and spike anchors were tested for bending, also subjected to cyclic loads controlled by lateral displacements. The main objective is to know the contribution that this type of reinforcement has on the specimens, such as the maximum strength, lateral displacement, displacement ductility¿s, stiffness degradation and types of failures. Research demonstrated that bending strength of RC beams with ratio of steel equal to 0.87%, and with 1, 2 and 3 layers of CFRP varied by 1.90%, 19.35% and 27.53% respectively as compared to the reference beam. Moreover, ductility of RC beams with ratio of steel equal to 1.41% and, with 2 and 3 layers of CFRP varied by -7.17% and -19.39% respectively as compared to the reference beam. Finally, strengthened RC beams with ratio of steel equal to 0.87% y 1.41% and 2 layers of CFRP, its flexural stiffness increased 60.00% as compared to the reference beam.

Participantes:

Instituciones participantes:

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

LIFE CYCLE COST-BENEFIT ANALYSIS OF INCREMENTAL SEISMIC REHABILITATION PROJECTS CONSIDERING CUMULATIVE SEISMIC DAMAGES

Incremental seismic rehabilitation, ISR, consists of two or more retrofitting stages scheduled discretely during the lifetime of the building to decrease initial costs and to avoid a long-term period of activity interruptions. This project aims to assess the reliability of incremental-retrofitted buildings in seismic zones, considering the cumulative damages with a simplified probabilistic method. Moreover, it is assumed that the structural damage is accumulated in a series of seismic ground motions until a damage level is reached or exceeded. This methodology is applied in a typical Peruvian scholar building, which is reinforced of two manners: (i) conventional reinforcing and (ii) incremental-retrofitting, which is realized in two stages. These two techniques are compared to determine in terms of reliability and economically, which one of these is the best manner to apply the reinforcement. It is obtained that both techniques increase the reliability of the scholar building in 60% for a Functional damage state, and the incremental-retrofitting technique is less expensive (15%) than the conventional reinforcing technique.

Participantes:

Instituciones participantes:

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

Validación de técnicas de construcción de pircas mediantes estudios numérico-experimentales con tecnología desarrollada en Perú. Proyecto de investigación Aplicada en Construcción y Saneamiento

La población que habita informalmente en laderas en la periferia de las ciudades del Perú se encuentra en alto riesgo sísmico por la mala calidad de sus viviendas asentadas sobre pircas y rellenos de hasta 3 metros de altura. El objetivo de la propuesta es estudiar si la técnica de reforzamiento de pircas utilizada por la población, mejora su desempeño ante sismos. Dado el caso se propondría alguna mejora para reducir el riesgo parcialmente y con carácter de urgencia, hasta que pueda llevarse a cabo alguna medida de mitigación integral, como la reubicación o densificación. La metodología consiste en caracterizar las pircas de una zona de Carabayllo, analizarlas de manera numérica con el método de elementos discretos (DEM) y ensayarlas a escala natural. Para tal fin, se modelaran tres tipos de pircas sin refuerzo y una con refuerzo con el software libre YADE. Se diseñará, construirá e implementará un equipo de ensayo estático consistente en una mesa inclinable en donde se ensayarán 6 especímenes del tipo de pirca más crítica (3 sin refuerzo y 3 con refuerzo). Como resultados se obtendrá: (1) factores de seguridad de las pircas ante eventos sísmicos probables y (2) un equipo de ensayo económico para estudiar sistemas de muros de junta seca y posibles alternativas de refuerzos. Además éstos resultados se publicaran en dos artículos científicos.

Participantes:

Instituciones participantes:

  • fondecyt - unidad de desarrollo y evaluación (Financiadora)
  • PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU - Departamento Académico de Ingeniería (Financiadora)
  • universidad alpes grenoble - laboratorio 3sr (Financiadora)