1. Trabajos finales de graduación de grado

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Subject: search.filters.subject.RESISTENCIA DE MATERIALES - PRUEBAS

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    Caracterización físico-mecánica del bambú Guadua angustifolia de la zona sur de Costa Rica
    (2023) Soares Blanco, Natalia Inés; González Beltrán, Guillermo
    El desarrollo de un paquete tecnológico sobre el bambú como material para elementos estructurales es altamente necesario para promover su producción y uso en proyectos de infraestructura cuyo enfoque resida en el uso de materiales autóctonos y sustentables. Esta investigación se centra en el estudio ingenieril formal del bambú Guadua Angustifolia Atlántica de la zona sur de Costa Rica, con base en las normativas internacionales ISO 22156:2019, ISO 22157:2021 y ASTM D3665. Con base en estas normativas se diseñó una metodología de muestreo aleatorio por medio de la delimitación y subdivisión del área del guadual para la selección de los especímenes. Así mismo se diseñaron los protocolos y aditamentos de falla consistentes con las solicitaciones de la normativa. Se obtuvieron las siguientes propiedades mecánicas del bambú de estudio: el módulo de ruptura y módulo elástico ante flexión paralela a la fibra, esfuerzos últimos y admisibles ante compresión, cortante y tracción paralelos a la fibra y los asociados a flexión perpendicular a la fibra. Así mismo se logran obtener las características físicas de contenido de humedad, densidad y masa por unidad de longitud. Cabe destacar que el alcance delimitado para esta investigación implicó la falla de solamente siete probetas por cada tipo de prueba mecánica cuando la normativa establece un mínimo de 30 especímenes por ensayo. Sin embargo, se concluye que los resultados tanto de esfuerzos últimos, valores característicos de esfuerzos y propiedades físicas se aproximan de manera satisfactoria a los resultados obtenidos por los antecedentes con coeficientes de variación por debajo del 30% a excepción del ensayo de flexión paralela corregido al 12 % de contenido de humedad.
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    Caracterización de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 20x20x40 cm bajo carga axial
    (2023) Vargas Rodríguez, Víctor Andrés; González Beltrán, Guillermo
    El presente estudio tiene como propósito Caracterizar la curva de esfuerzo-deformación que muestra el comportamiento en compresión axial de prismas de mampostería de concreto utilizando bloques de 200x200x400 mm por medio de pruebas experimentales para verificar si los valores específicos de diseño son adecuados. Para esto, se utilizaron prismas de mampostería conformados por bloques de concreto de 20 cm de espesor, clase A. morteros tipo M, N y S así como prismas con concreto de relleno y sin este (rellenos y vacíos) para un total de 6 combinaciones de prismas fallados a compresión; Relacionando la resistencia de los componentes con la resistencia del prisma e identificando el módulo de elasticidad y deformación ultima de los prismas. Los materiales que conforman los prismas cumplen con los valores de resistencia mínima indicados en el CSCR 10-14 y los datos generados en esta investigación permiten comparar los parámetros de diseño de la mampostería presentes en la normativa internacional con el comportamiento del material nacional utilizado. Los resultados obtenidos amplíen la muestra de datos de materiales nacionales para futuras investigaciones u otros proyectos que los requieran.
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    Obtención del módulo de elasticidad, deformación última y la resistencia a la compresión en prismas de mampostería por medio de la curva esfuerzo-deformación de bloques de 12x20x40 cm bajo carga axial concéntrica
    (2023) Quirós Castro, Yoshua Daniel; Ramírez Villalba, Andrea
    Este estudio tiene como propósito determinar el comportamiento a compresión de la mampostería de concreto bajo carga axial concéntrica, por medio de la derivación de las curvas esfuerzo-deformación unitaria. A partir de estas curvas, se puede encontrar las propiedades mecánicas de resistencia a compresión, módulo de elasticidad y la deformación unitaria última de la mampostería hueca y rellena. Para esto, se utilizan prismas de mampostería conformados por bloques (completos) de concreto de 12 cm de espesor, clase A. Además, se incluyen las siguientes variables como parte del análisis: el tipo de mortero, prismas huecos y rellenos. En el caso de mortero se emplean los tipos M, S y N; por su parte, para los prismas rellenos se maneja una resistencia del concreto de relleno constante. Asimismo, se establece una correlación entre la resistencia de la mampostería, la resistencia de los bloques y la resistencia del mortero para ver la influencia que tienen estos resultados sobre la mampostería hueca y rellena. La información generada de esta investigación ampliará el registro experimental a nivel nacional, lo que permitirá establecer un comportamiento local de la mampostería, con mayor precisión, y así comparar los parámetros de diseño de la mampostería expuestos por la normativa internacional. A su vez, se busca que estos resultados sirvan de insumo para futuras actualizaciones del Código Sísmico de Costa Rica, específicamente para el capítulo de mampostería.
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    Determinación de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 15x20x40 cm bajo la aplicación de cargas axiales concéntricas
    (2023) Sibaja Víquez, Steven Alberto; Ramírez Villalba, Andrea
    El presente estudio tiene como finalidad determinar las principales propiedades mecánicas de la mampostería a nivel local, haciendo uso de bloques de 15x20x40 cm. Para la obtención de estas propiedades (resistencia a la compresión f’m, módulo de elasticidad Em y deformación unitaria) se fabricaron prismas de mampostería conformados por dos bloques completos de altura, considerando las siguientes variables: presencia o ausencia de concreto de relleno y morteros tipo M, S y N. Además de resumir los resultados experimentales, se procedió a plantear una correlación entre la resistencia a compresión de la mampostería, la resistencia de los bloques de concreto y la resistencia del mortero de pega con la finalidad de encontrar la influencia que tienen estos parámetros en las propiedades mecánicas de la mampostería. Se busca que los resultados obtenidos en el presente estudio incrementen la base de datos a nivel local en materia de mampostería, lo cual permitirá definir el comportamiento de la mampostería con mayor determinación, y de esta forma, establecer comparaciones con el CSCR 2010-14 y el TMS 402-16. Por otra parte, se busca que la información recopilada en el presente estudio sirva como insumo para el mejoramiento del capítulo de mampostería del Código Sísmico de Costa Rica.
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    Fabricación de elementos constructivos livianos con base en papel de desecho
    (2022) Vásquez Quesada, Greivin; Rodríguez Rojas, Einer
    La construcción es una actividad humana de muy alto impacto en el ambiente, los materiales emplean materias primas altamente contaminantes, como el cemento y los agregados provenientes de minería. De este problema, nace la responsabilidad de la ingeniería civil, de buscar alternativas sostenibles para sustituir algunos de los elementos utilizados en la construcción, por otros más amigables con el ambiente. Por esta razón, en esta investigación se pretende analizar la creación de elementos constructivos livianos con base en papel de desecho, con plástico como aditivo, los cuales se someten a pruebas mecánicas y de fuego, así como a la medición de su huella de carbono, para realizar una comparación con los materiales tradicionales de uso similar. Se encuentra que utilizar el plástico como aditivo permite que el material tenga menores tiempos de secado y deformaciones por peso propio, y el material posee resistencias mecánicas a la flexión y al tirado de sujetadores que le permiten manipulado y sujetado a una estructura portante, asimismo, se clasifica según su reacción al fuego como difícilmente inflamable. La huella de carbono medida para el material, indica que actúa como sumidero de gases de efecto invernadero, lo que coloca al material como un potencial reemplazo amigable con el ambiente de los materiales livianos de uso tradicional.
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    Evaluación de las propiedades de concretos de mediana resistencia producidos con insumos disponibles en Costa Rica
    (2021) Solís Madrigal, Bryan Alberto; Navas Carro, Alejandro
    El concreto es el material más utilizado en Costa Rica para la construcción debido a su durabilidad, bajo costo y versatilidad, por lo que es necesario el conocimiento de sus propiedades en todos los rangos de resistencia. Dado que los concretos de mediana resistencia (CMR) no cuentan con una caracterización actualizada al mercado nacional, se presenta la necesidad de evaluar sus propiedades mecánicas para determinar la factibilidad de su implementación en la construcción nacional. Se procedió con la caracterizaron agregados de dos fuentes naturales, así como un cemento de uso general de alto uso en el país, posteriormente se realizó el diseño de mezcla para cuatro resistencias a la compresión entre 20,6 MPa (210 kg/cm2) y 41,2 MPa (420 kg/cm2). Se hicieron pruebas a compresión simple, a tracción y módulo de elasticidad, además de pruebas al concreto fresco, para luego proceder a la evaluación de los resultados obtenidos según parámetros teóricos de normativas internacionales y estudios previos a concretos nacionales. Los resultados muestran que es posible producir concretos de mediana resistencia con insumos nacionales y técnicas convencionales de producción. Además, se obtienen correlaciones a partir de los datos experimentales que fueron comparadas con las ecuaciones teóricas en códigos de diseño como el ACI 318S-19 y ACI 363R, así como con resultados de investigaciones realizadas en Costa Rica. Se evalúan también las diferencias en las propiedades de los concretos según la fuente de agregado utilizada. Finalmente, se brindan recomendaciones para la elaboración de diseños de mezcla más eficientes y controles de calidad requeridos en la producción.
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    Efecto de la relación polvo/asfalto en el comportamiento mecánico de las mezclas asfálticas
    (2020) Oviedo Campos, Alexander; Aguiar Moya, José Pablo
    El diseño de pavimentos en Costa Rica se ha hecho bajo metodologías empíricas como el método Marshall. Con el fin de empezar a implementar otros tecnologías de diseño que contemplen características mecanicistas se ha venido buscando implementar la metodología Superpave. Sin embargo, muchos de los nuevos parámetros de diseño se han desarrollado mediante condiciones que no necesariamente corresponde a lo que se tiene en nuestro país. De ahí que surge la necesidad de adaptar o determinar si los parámetros de las nuevas metodologías se pueden aplicar o no en Costa Rica. Por lo tanto en la presente investigación se procedió a contrastar los cambios derivados del parámetro de la relación polvo/asfalto en el desempeño por fatiga, deformación permanente y daño por humedad en mezclas asfálticas de pavimentos flexibles nacionales. Se procedió a evaluar seis puntos distintos de la relación polvo/asfalto, haciendo uso de la metodología Superpave. Este procedimiento se realizó para dos tamaños máximos nominales de 9,5 mm y 12,5 mm. Adicionalmente con el fin de contemplar las características de los pavimentos de Costa Rica, se utilizó agregado proveniente de la zona de Guápiles y ligante asfáltico AC-30, dado que es el único que se comercializa en el país. Se logró validar primeramente que los límites recomendados por las normativas en cuanto a la relación polvo/asfalto permiten obtener comportamientos de desempeño óptimos. También se determinó que el uso de relaciones polvo/asfalto mínimas o máximas, y bajo ciertas condiciones de diseño, como por ejemplo la temperatura y la velocidad de diseño, permiten obtener desempeños adecuados para su uso en carreteras.
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    Contracción del concreto hidráulico con aditivo reductor de contracción variando el tamaño máximo del agregado
    (2019) Mendoza García, Denis; Navas Carro, Alejandro
    Este trabajo consistió en la evaluación de la contracción en el concreto hidráulico utilizando aditivos reductores de contracción, así como variando el tamaño máximo de agregado para una mezcla con un módulo de ruptura de 40 kg/cm2. Para evaluar la contracción en el concreto se fabricaron ocho diseños de mezcla utilizando tres aditivos reductores de contracción y dos tamaños máximos de agregado (25 mm y 38 mm). El comportamiento de las mezclas se analizó mediante el fallado de cilindros para determinar la resistencia a la compresión, el fallado de vigas para determinar el módulo de ruptura y, además, se realizaron vigas para medir la contracción utilizando el procedimiento establecido en la norma ASTM C157. Al concluir este trabajo se logró identificar cual aditivo reductor de contracción genera un mejor comportamiento de la contracción en el concreto, además se evalúo el impacto que genera el uso de estos aditivos en la resistencia a la compresión y en la resistencia a la flexión (módulo de ruptura). D.M.G.
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SIBDI, UCR - San José, Costa Rica.

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