Ingeniería y Arquitectura
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Item La metodología BIM 6D para la evaluación del confort térmico y eficiencia energética aplicada a edificaciones tipo de centros educativos del MEP(2024) Quirós Avendaño, Luis Alejandro; Cruz Zúñiga, NidiaItem Análisis probabilístico del comportamiento sísmico no lineal de una estructura de concreto reforzado tipo dual a partir de características de materiales y cargas utilizadas en Costa Rica(2023) Mora Jiménez, Mario Alberto; Lobo Aguilar, Sergio A.En el diseño estructural, se utilizan fórmulas establecidas en códigos de diseño que incluyen implícitamente la variabilidad de la resistencia de los elementos estructurales y de las cargas aplicadas a ellos. En Costa Rica, las normativas de diseño utilizan como referencia códigos desarrollados en otros países, especialmente aquellos que provienen de Estados Unidos. Sin embargo, en la actualidad se desconoce si los parámetros establecidos en dichos códigos reflejan la verdadera variabilidad que existe en el contexto de la construcción en Costa Rica. Ante ello, el presente proyecto de graduación pretende evaluar el efecto de la variabilidad de las propiedades mecánicas de los materiales y de las cargas en el comportamiento sismorresistente de las estructuras costarricenses. Con ese propósito, se cuantificó la probabilidad de una estructura de concreto reforzado tipo dual alcance el desempeño sísmico estipulado por el Código Sísmico de Costa Rica, a través de un análisis probabilístico que incorpore características de los materiales y las cargas utilizadas en Costa Rica, así como características de referencia internacional. Para llevar a cabo el análisis, se implementó el método de capacidad espectral y el método de simulación de Monte Carlo. Los resultados expuestos en este trabajo muestran la necesidad de caracterizar los materiales utilizados normalmente en la construcción en Costa Rica para conocer el nivel real de confiabilidad de las estructuras que se diseñan y construyen en el territorio nacional.Item Diseño de mezclas de concreto liviano celular para diferentes densidades utilizando un aditivo incorporador de aire(2023) Laínez Ayala, Alejandra; Rodríguez Rojas, Einer GerardoEsta investigación aporta información sobre las propiedades, ventajas y aplicaciones del concreto liviano celular, estudia su diseño y elaboración, y busca incentivar su uso en la construcción, así como, nuevas investigaciones sobre este material. El objetivo fue el diseño de mezcla para la obtención de concretos livianos celulares con densidades de 1600 kg/m3, 1440 kg/m3, 1280 kg/m3, 1120 kg/m3, 960 kg/m3 y 800 kg/m3 y estudiar sus propiedades en cuanto a densidad, y rendimiento de la mezcla de concreto en estado fresco y del concreto endurecido cuando es sometido a esfuerzos de tracción y compresión. El concreto liviano celular es diseñado a partir de la "Guía para concreto celular por encima de 800kg/m3; 523.3 R-14" del Instituto Americano del Concreto (ACI), y se realizaron modificaciones según las necesidades derivadas de los procesos experimentales realizados en el laboratorio. Para la elaboración del concreto se utilizó agua, cemento, agregado fino de río, aditivo hiper plastificante de alto rendimiento y aditivo incorporador de aire, los cuales se caracterizaron según las normas y estándares de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM); el aditivo incorporador de aire se espumó por medio de un proceso neumático con el uso de un tanque espumador y aire comprimido. Se obtiene el diseño de mezcla ajustado a las propiedades de los materiales utilizados y el proceso de dosificación y mezclado; en estado fresco se consigue una mezcla fluida, uniforme y con una distribución homogénea de sus partículas, y en estado endurecido se alcanza la resistencia esperada a la compresión a 28 días para este tipo de concreto, las densidades experimentales de colado, secado al aire y secado el horno se ajustan a los valores teóricos, al igual el contenido de vacíos esperado, por lo que, su uso y aplicación es funcional y cuenta con ventajas de ligereza, aislamiento térmico y acústico, resistencia al fuego, durabilidad...Item Sistema de alojamiento temporal para familias que habitan en asentamientos informales durante los procesos de renovación urbana(2023) Flores Cheves, Gribel; Morales Alpízar, ManuelLa investigación está dirigida al diseño de un hábitat transitorio, para comunidades que residen en condiciones de vulnerabilidad y de emergencia. Donde se busca responder a la interrogante: ¿Es factible reutilizar materiales emergentes para la configuración de módulos sustentables, que respondan a la necesidad de alojamiento temporal, durante los procesos de renovación urbana en asentamientos informales? Con el objetivo de diseñar un proyecto arquitectónico de hábitat temporal, para el caso piloto de la comunidad El Erizo, en el transcurso de los procesos de Renovación Urbana. Para llevar a cabo la propuesta, se analiza la zona mediante la metodología cualitativa, a partir de recolección de datos y muestras pertinentes que definan el contexto y sus condiciones de inhabitabilidad para analizar la escala y el público meta. La propuesta de diseño es una herramienta integral para el Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos (MIVAH) con el propósito de generar propuestas de alojamientos temporales de acuerdo a cada contexto y sus respectivas necesidades. Además, el estudio conceptual se basa en: sustentabilidad, materiales emergentes, hábitat transitorio, asentamiento informal y renovación urbana. La finalidad de la Práctica Dirigida es encontrar una adecuada transición del asentamiento informal al hábitat renovado, mediante el sistema de alojamiento temporal.Item Análisis preliminar del uso del cáñamo en diversos elementos de la construcción(2023) Sequeira Gutiérrez, Sebastián; Mata Abdelnour, ErickLa industria de la construcción es a la vez, un agente cardinal en el desarrollo humano y un actor responsable en la generación de una importante cuota de todas las emisiones globales de CO2 y de consumo de energía, por lo que la necesidad de descubrir e impulsar materiales sostenibles, es una tarea de imperativa urgencia dentro de la ingeniería civil. Una planta milenaria está volviéndose tendencia en el panorama mundial y se presenta como una alternativa sostenible de material de construcción. Se presenta un análisis preliminar del cáñamo (Cannabis Sativa L.) en diversos elementos de la construcción, con miras al posicionamiento del material como foco de investigación y de desarrollo de productos orgánicos constructivos, mediante un perfil histórico, taxonómico, botánico y mecánico con las características y propiedades del cáñamo, tanto en el estado natural de sus fibras, como en diferentes compuestos de cáñamo con las particularidades y ventajas que puede presentar como material de construcción. Se analizan distintos materiales a partir de las fibras del cáñamo junto con diversas aplicaciones en proyectos en Europa, América, Asia, Oceanía y África, así como en los proyectos de construcción realizados en Costa Rica en los últimos años. Se presenta adicionalmente, un estado actual de criterios, preocupaciones y recomendaciones de profesionales de ingeniería y arquitectura en nuestro país, en un marco de reciente apertura legal tanto para el cultivo, como para la producción de derivados de la planta del cáñamo.Item Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de una mezcla de simulante de regolito lunar y un conglomerante mediante pruebas experimentales, para su eventual uso en construcciones sobre la superficie lunar(2022) Soto Garro, Morelia de los Ángeles; Meseguer Quesada, Luis CarlosSe propone la elaboración de una mezcla elaborada con un simulante de regolito lunar y un material conglomerante para solventar la necesidad de un material de construcción que sea capaz de proteger a los seres humanos contra condiciones ambientales extraterrestres encontradas en la luna. Un material que no solo sea capaz resistir el paso del tiempo en un ambiente hostil, sino que sea posible elaborarlo en bajo esas mismas condiciones. El material que se presenta es capaz de solidificar sin el uso de concreto y/o agua. Además, es capaz de soportar condiciones ambientales lunares como el efecto del vacío, alto gradiente de temperaturas y radiación para los procesos experimentales diseñados. De los anteriores, el vacío es la condición que afecta en mayor medida la resistencia a la compresión, sin embargo, los valores de resistencia alcanzados en esa condición superar 5 veces la resistencia a la compresión meta. Paralelamente se determinó que la resistencia a la compresión del material es aproximadamente 10%, similar a la relación compresión-tracción del concreto. Esta investigación invita al estudio posterior de la afectación sobre las resinas utilizadas causadas por la exposición prolongada de condiciones ambientales extremas. Adicionalmente, llama a la elaboración de distintas técnicas de fabricación con distintos materiales para generar un mercado más sostenible para las construcciones en la Tierra.Item Diseño de formaletas para construcción de viviendas en la empresa Ingeniería de Procesos Plásticos, a partir de madera plástica mejorada con material lignocelulósico del rastrojo de la piña(2021) Hernández Barrantes, Katherine; Marchena Quirós, Xiomara; Suárez Campos, James; Arias Vargas, Marco AntonioEl presente proyecto se realiza con el propósito de determinar la factibilidad de producción de una formaleta de plástico reciclado con incorporación de rastrojo de piña, en la PyME Ingeniería de Procesos Plásticos (IPP), la cual tiene tres años de haber sido fundada y se dedica al reciclaje de plástico para la elaboración de madera plástica, así como reductores de velocidad, entre otros. Lo mencionado busca que la empresa logre incursionar en un nuevo sector del mercado, el cual corresponde a los clientes potenciales dedicados a la construcción de viviendas, así como a la venta de formaletas. Además, la creación de este producto no trae consigo únicamente beneficios para IPP, también contribuye a la disminución de la contaminación ambiental generada por el plástico y el rastrojo de piña, por lo que aporta a las iniciativas de sostenibilidad que ha desarrollado Costa Rica. Primeramente, se determina que la formaleta es el producto de construcción más viable para desarrollar en IPP, a través de la aplicación de la herramienta Proceso de jerarquización analítica, la cual toma en cuenta los siguientes criterios: producto diferenciador, criterio experto del mercado, interés de la organización y facilidad de producción. También se realiza un diseño de experimentos de mezclas, a partir de muestras elaboradas en Laboratorio Nacional de Nanotecnología (LANOTEC), donde se obtiene que el resultado que posee menor densidad y mayor módulo de Young (resistencia) es una mezcla con una proporción de 80% plástico reciclado y 15% rastrojo de piña. Sin embargo, se debe considerar que esta solo es una base para iniciar la producción de la formaleta propuesta, ya que esta mezcla puede ser mejorada en el futuro, al tener más experiencia en su producción. Por otra parte, se realiza un estudio legal de los aspectos técnicos y ambientales, con el fin de considerar lo contemplado en las leyes y reglamentos nacionales, al iniciar la...Item Aplicación de metodologías constructivas innovadoras y sostenibles en la rehabilitación y restauración de obras patrimoniales: caso Pabellón Administrativo Liceo José María Castro Madriz(2023) Gómez Churnside, Ximena de los Ángeles; Castro Campos, Carlos ManuelEl sector constructivo es responsable de los procesos industriales con mayor emisiones de C02. La producción de materiales tradicionales, la generación de deshechos y la falta de gestión de los mismos inciden negativamente sobre el ambiente. Por lo tanto, las metodologías constructivas sostenibles han adquirido relevancia. Las intervenciones a estructuras existentes, como lo son obras patrimoniales, permiten adaptar la edificación a las regulaciones y necesidades actuales mientras se conserva el carácter original de la obra, sin necesidad de realizar demoliciones totales. En el presente proyecto, se desarrolló una propuesta de rehabilitación basada en la aplicación de técnicas innovadoras y sostenibles para la optimización del desempeño estructural, energético y ambiental del edificio patrimonial Liceo Dr. José María Castro Madriz, sector pabellón administrativo. Se recopiló información sobre el inmueble patrimonial y los elementos que definen su valor histórico. Mediante el uso de escáner laser, se obtuvieron las dimensiones exactas del edificio y las patologías visibles. Se efectuaron pruebas de laboratorio certificadas para obtener las propiedades mecánicas del edificio. Con esta información, se analizó la vulnerabilidad estructural, principalmente la respuesta sísmica. A través de herramientas virtuales, se determinaron parámetros de consumo energético generales y conocer sobre su desempeño. A partir de las labores realizadas, se procedió con el planteamiento de propuestas de intervención enfocadas a solventar las deficiencias identificadas, así como al mejoramiento de las condiciones energéticas y de confort del inmueble. Se identificaron las ventajas, desventajas y opciones ecológicas de los principales materiales. Lo anterior se acompaña con un plan de sostenibilidad, vinculado a los criterios a aplicar en la definición de zona de trabajo y gestión de residuos.Item Diseño de mezcla de concreto para fabricar semi-automáticamente bloques de mampostería a escala reducida 1/4(2021) Esquetini Fallas, José Andrés; Ramírez Villalba, AndreaEsta investigación busca calibrar la máquina semi-automática de bloques que se fabricó en el Laboratorio de Escala Reducida del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR). Se fabricó bloques a escala reducida 1/4 con distintos pares de % de agregado y relación agua/cemento en busca de diseños con una resistencia mayor a la establecida en el Código Sísmico de Costa Rica de 133 Kg/cm2 a los 28 días. Se elaboró un procedimiento de mezclado que genera una mezcla homogénea, además se definieron dos procedimientos de fabricación que permiten trabajar con distintos diseños de mezcla en los que se busca desmoldar en pocos minutos y que los bloques no se desplomen, al mismo tiempo que se llena bien todo el molde. Las variables mecánicas consideradas son la compresión y los segundos de vibrado, esto se explica detalladamente en cada procedimiento. Los resultados obtenidos demuestran que si es posible utilizar la máquina para producir bloques con resistencias muy superiores a la establecida en el Código. Que la cantidad de agregado aumenta la relación agua/cemento necesaria para una buena trabajabilidad. Se descubrió que la densidad del bloque y que sus paredes estén bien aplomadas influye en mayor grado que las variables del diseño de mezcla. Se descubrió que la configuración actual de los vibradores en la máquina perjudica a los bloques del medio ya que no consolida la mezcla en esa zona y por lo tanto existe diferencia en la capacidad de los bloques de los extremos y los del centro del molde.Item Caracterización de la resistencia al fuego y propiedades mecánicas de los materiales de construcción utilizados en el método de mampostería en Costa Rica(2020) Gutiérrez Hernández, Ana María; Mora Jiménez, Enrique; Rodríguez Porras, José AlbertoSe desarrolla un estudio de resistencia al fuego de los materiales utilizados en la construcción mediante el método de mampostería de concreto. El enfoque es en bloques convencionales1 y bloques elaborados a partir de una mezcla de concreto con un 10% de desecho de material no reciclable. Para el desarrollo de la investigación se emplean equipos del Laboratorio de Protección Contra Incendios (LAPCI) de la Universidad de Costa Rica (UCR) y del laboratorio de la empresa PEDREGAL, para verificar las propiedades de resistencia de estos materiales antes y después de ser expuestos a las condiciones típicas de un evento de incendio. En el estudio se evalúan las propiedades de resistencia mecánica a la compresión, resistencia y comportamiento ante el fuego y caracterización de los gases generados durante la exposición al calor.
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