Ingeniería y Arquitectura
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Item Modelación y mapeo de flujo de lodos y detritos en la cuenca del río Zapote(2020) Fallas Salazar, Sebastián José; Rojas González, AlejandraEl presente trabajo surgió de la necesidad de desarrollar investigación en un tema poco trabajado en el país como son las inundaciones que se ven agravadas por el material aportado por los deslizamientos en el río, generando un flujo de lodos y detritos. La inestabilidad climática de los últimos años, el aumento de la población y la falta de planes territoriales en el país, han provocado que la población se vea afectada por desastres más intensos, con pérdidas humanas y económicas. Esto, ha hecho que aumente la preocupación por ayudar a la población y generar información de amenazas que se utilicen en los planes de emergencia de las localidades para afrontar mejor estos fenómenos. El uso de modelos hidráulicos bidimensionales con capacidad de simular flujos concentrados o no newtonianos es necesario y se convierte en una herramienta para generar la información que se necesita para determinar la amenaza o peligrosidad de los flujos de detritos. Anteriormente, en el país se han usado modelos de una dimensión y dos dimensiones con flujo newtoniano, los cuales no pueden simular adecuadamente los cambios en la dirección del flujo en ríos trenzados o con meandros y concentraciones volumétricas de sedimentos. El presente trabajo se desarrolló en la zona de la cuenca alta del Río Zapote en Upala donde se realiza una caracterización fisiogeográfica, una modelación hidrológica utilizando HEC-HMS para obtener los hidrogramas del evento del huracán Otto usando el algoritmo del Hydro- Estimator y la estación meteorológica de Bijagua. Se analizaron los caudales con periodos de retorno de precipitación para 5, 10, 25, 50 y 100 años. Posteriormente, se hizo un análisis de suelos, para obtener la granulometría y los límites plástico y líquido para conocer el tipo de suelo y modelar el flujo de lodos. Finalmente, se realizó la modelación hidráulica bidimensional...Item Análisis de estabilidad de los terraceos como solución para los deslizamientos de la Ruta Nacional 126, sector Vara Blanca(2011) Huguenin Amador, Caroline Noor; Vargas Monge, WilliamA raíz del terremoto de Cinchona ocurrido el 8 de enero de 2009, ocurrieron múltiples deslizamientos en las laderas del volcán Poás y en los taludes de la Ruta Nacional 126, inhabilitando el paso por esta vía alterna al Caribe de Costa Rica. Para permitir el acceso a la zona epicentral en la fase posterior a la emergencia, se realizaron movimientos de tierra y construcción de terrazas en los taludes a lo largo de esta ruta, que eventualmente se convirtieron en obras permanentes. Este proyecto tuvo como objetivo realizar un análisis de estabilidad de un talud representativo para valorar la seguridad de la solución empleada. El talud analizado se ubica en la zona de Montaña Azul, en una ladera compuesta por suelos residuales de materiales de origen volcánico piroclástico (andosoles). La topografía previa al sismo del talud fue reconstruida a partir de fotografías y la geometría actual (terrazas), así como la estratigrafía del sitio fueron levantadas en campo en conjunto con la realización de pruebas de penetración y la extracción de muestras de suelos para la determinación de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales en el laboratorio. Los suelos presentan distintas texturas y colores; las propiedades físicas evidencian la presencia de limos arcillosos, limos arenosos y arenas bien gradadas; las pruebas mecánicas indican que el ángulo de fricción de todos los materiales es similar y cercano a 32º, pero tienen cohesión efectiva variable entre 10 y 300 kPa, aproximadamente, lo cual se puede asociar con los distintos grados de compacidad y que se observaron en las pruebas in situ. Se analizó la estabilidad en condición drenada del talud anterior y al actual mediante un programa de cómputo que permite determinar los factores de seguridad en condición estática y los valores de coeficiente sísmico crítico que se asocian con la falla. Las superficies de ...Item Evaluación del aspecto de la topografía de laderas naturales, y su influencia sobre la estabilidad de taludes en suelos residuales de Costa Rica(2012) Chaves Vargas, César Andrés; Vargas Monge, WilliamEste estudio plantea y verifica la hipótesis de que el aspecto u orientación de la superficie influye sobre la estabilidad de las laderas naturales conformadas por suelos residuales en nuestro país. Se propone también como hipótesis que el aspecto está determinado por la dirección de los vientos alisios y la geotectónica de Costa Rica. La verificación de la hipótesis fue realizada mediante el análisis de la topografía digitalizada de Costa Rica en los sistemas de información geográfica ArcView y ArcGIS. Para el análisis del aspecto de todo el país se utilizó la topografía digital con escala 1:200.000 del Instituto Geográfico Nacional (IGN) y para otros análisis se utilizaron las topografías digitales con escalas 1:50.000 y 1:10.000 del IGN y 1:25.000 de la Comisión Terra, del Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones (MINAET). Se crearon modelos de elevación digitales, con base en una red irregular de triángulos (TIN) y en una superficie hidrológicamente correcta {TIR). En primera instancia, se analizó y determinó la influencia de la escala, el tamaño de celda y el tipo de modelo sobre los resultados. Se encontró que el método TIR es más adecuado para el análisis del aspecto y que Ja escala es determinante del tamaño de celda óptimo. Se verificó Ja coincidencia de ,la distribución del aspecto de una misma área a través de las escalas. Se analizó Ja distribución del aspecto de todo el país y se encontró que las direcciones (acimuts) predominantes del aspecto de Costa Rica son 45° (rumbo N45ºE) y 225° (rumbo S45ºW). Esto confirma una relación aparente entre los máximos y la dirección predominante de los vientos alisios en el país. Adicionalmente, se presentan máximos relativos en 0°-180º (N-S) y 135°-315° (SW-SE). Se analizó el rumbo de las fallas geológicas del país según Denyer, Montero y Alvarado (2009) y se demostró que ...Item Asentamientos en la ciudad de Santiago de Puriscal debidos al abatimiento del nivel freático(2012) Corrales Jiménez, Gabriel Jesús; Sáenz Aguilar, SergioSantiago de Puriscal está afectado por un deslizamiento que ha provocado daños importantes en su infraestructura y que representa un riesgo constante, al tener potencial para provocar el colapso de la ciudad, en caso de un evento sísmico o de lluvias torrenciales. En trabajos anteriores se llegó a la conclusión de que la solución más apta para su estabilización, consiste en la implementación de galerías filtrantes para abatir el nivel freático y aumentar así la resistencia cortante del suelo. Sin embargo, un abatimiento del nivel freático causa un aumento en los esfuerzos efectivos del suelo, lo que provoca asentamientos por consolidación. El propósito de este trabajo fue realizar una estimación de los asentamientos que se producirían al aplicar esta solución al deslizamiento, proyectar los asentamientos a través del tiempo y elaborar mapas para representar su distribución en la ciudad. Los datos utilizados para realizar los cálculos de asentamientos fueron obtenidos a partir de informes de perforaciones hechos por distintas empresas e instituciones, y de los resultados de ensayos de laboratorio, de donde se obtuvieron los parámetros de compresibilidad de las capas superficiales de distintos puntos de la ciudad. Las muestras para estos ensayos fueron extraídas de sitios cercanos a las perforaciones, de forma que fueran representativas de la capa más superficial de los sitios de perforación, para posteriormente calcular los asentamientos en todo el espesor de la capa compresible, realizando ajustes basados en los valores de NSPT de las perforaciones. Las proyecciones de los asentamientos en el tiempo se realizaron en los mismos puntos que los cálculos de asentamientos, a partir de los coeficientes de consolidación de los sitios de muestreo más cercanos. Los mapas de la distribución de los asentamientos fueron elaborados con el Sistema de Información Geográfica ArcGIS, ...Item Plan estratégico de inversión para reparación de taludes después de sismo(2012) González González, Galia Cristina; Sáenz Aguilar, SergioLas carreteras se han visto, a lo largo del tiempo, severamente afectadas por los deslizamientos y derrumbes que se derivan de la fuerte actividad sísmica del país. En la presente investigación se analizó lo ocurrido en los sismos de Pérez Zeledón (1983), Limón (1991) y Cinchona (2009) con el fin de definir la respuesta institucional ante una emergencia de este tipo, en lo que a reparación de taludes se refiere. Por otra parte, se realizó un análisis económico para establecer el alcance que tiene el presupuesto nacional para reparar taludes inestables después de un sismo. Las obras de estabilización de taludes analizadas fueron: muros de gaviones, muros de concreto ciclópeo, muros de concreto reforzado con y sin contrafuertes, muros de suelo reforzado, pedraplenes, pantallas ancladas, suelo cosido y pantallas de pilotes. Se concluyó que el presupuesto mínimo que debe prever el gobierno costarricense para reparar taludes de carretera después de un sismo es de alrededor de $ 15 millones. La cantidad de kilómetros de carretera que podrían ser solucionados con cada obra si solamente se quisiera construir esa obra con la totalidad del presupuesto recomendado es la siguiente: 29,8 Km de muros de gaviones, 10 Km de muros de concreto ciclópeo, 11,1 Km de muros de concreto reforzado sin contrafuertes, 7,4 Km de concreto reforzado con contrafuertes, 7,1 Km de suelo reforzado, 7,1 Km de pedraplenes, 2,6 Km de pantallas de pilotes, 2,5 Km de suelo cosido, 1,4 Km de pantallas ancladas. Evidentemente, la construcción de las obras más costosas debe ir acompañada de un estudio de suelos que resalte la necesidad de obras de este tipo.Item Análisis de sensibilidad de estabilidad de taludes sujetos a erosión fluvial(2012) González Bolaños, Alejandro; Baltodano Goulding, Rafael StaceEl objetivo de este trabajo consiste en analizar qué tan significativa es la variación de diferentes parámetros relativos a la erosión fluvial y/o a la estabilidad de taludes, sobre la tasa de erosión y, consecuentemente, la estabilidad del talud. Entre los parámetros a analizar, se encuentran el diámetro medio de partícula, peso específico y contenido de finos del suelo, pendiente inicial y altura del talud, pendiente longitudinal y reducciones rápidas en el nivel de la línea superficial de flujo del río y discretización horizontal de la malla computacional. Por medio de modelos computacionales, se simula el proceso erosivo sobre un talud y, posteriormente, se analiza su estabilidad. Esto se hace para múltiples casos, variando uno de los parámetros indicados anteriormente a la vez (dejando los demás constantes), para luego, realizar el análisis de sensibilidad de estas variables sobre el factor de seguridad del talud. Como resultado, se obtendrán valores numéricos que permitirán cuantificar la importancia de las distintas variables sobre la tasa de erosión y la estabilidad del talud.Item Aplicación del método de reflectometría en el dominio de tiempo para el análisis y monitoreo de la estabilidad de taludes(2011) Fallas Barrantes, Fernando; Sáenz Aguilar, SergioEn Costa Rica comúnmente se utiliza el método del inclinómetro o de tubos testigos en sondeos ( Poor Boy) para la localización en profundidad de superficies de falla en taludes; sin embargo, recientemente se ha realizado la implementación del método TDR como una nueva opción. Ante la falta de estudios en el país que determinen la eficacia de la utilización de este método para la localización de superficies de falla en deslizamientos, se hace una investigación sobre el tema que incluye: descripción y generalidades del método, ventajas y desventajas, principios eléctricos, pruebas de laboratorio y estudio de registros obtenidos en proyectos nacionales. Se recopiló información de diferentes fuentes bibliográficas y se realizaron visitas a diferentes proyectos en el país donde se ha implementado el método, con el fin de establecer sus limitaciones y conocer los diferentes resultados obtenidos. Así mismo, se realizaron diferentes pruebas de laboratorio en busca de comprender mejor el comportamiento de las sondas ante la deformación en cortante y tensión producto del movimiento a profundidad. Se determinaron relaciones entre el coeficiente de reflección registrado por el reflectómetro tipo TDR y la deformación sufrida por la sonda. Con los resultados obtenidos y la experiencia de la aplicación, fue posible determinar la eficacia del método TDR para la localización de superficies de falla a profundidad, siendo esta una alternativa de menor costo, y con un despliegue de información muy valiosa y precisa.