Ingeniería y Arquitectura
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Item Diseño conceptual topológico de un paso de fauna a base de plásticos reciclados e impresión 3D(2024) Morales Jara, Alesandro Franco; Liu Kuan, Yi ChengEsta investigación busca generar una nueva idea innovadora en cuanto al uso del tereftalato de polietileno (PET) como material estructural alternativo, esto en combinación con el diseño topológico e impresión 3D para la construcción de un paso de fauna aéreo, y de esta manera, evaluar su factibilidad estructural mediante una prueba de carga a un modelo a escala reducida. Este último busca mitigar la fragmentación de especies terrestres causada por la construcción de carreteras en ambientes rurales rodeados de bosques, además de reducir los accidentes de tránsito por atropello de animales. La conceptualización del paso de fauna aéreo se determinó a partir de investigaciones previas para polímeros compuestos, definiéndose un ancho de 20 m, un largo de 2 5m y una altura de 5 m. Se realizaron pruebas experimentales al material para determinar propiedades mecánicas como el esfuerzo máximo en tensión y compresión, y la densidad, parámetros que son insumos necesarios para el análisis y diseño conceptual llevados a cabo en un análisis de elemento finito y una optimización topológica en el programa de análisis de elementos finitos ANSYS. Esto permitió encontrar la geometría óptima para transmitir los esfuerzos generados por la carga de diseño hacia los apoyos. Posteriormente, el prototipo se construyó con una máquina de impresión 3D para aplicar la prueba experimental al modelo. Finalmente, la prueba de carga sobre el modelo permitió la calibración de un modelo bilineal del material que se ajusta al comportamiento global de la estructura ante la carga, resultados a partir de los cuales se validó la funcionalidad del diseño conceptual ante esfuerzos y deformaciones admisibles. Una vez validado el prototipo, se extrapolan los resultados para determinar un costo en materia prima de ₡439 380 000 y se mencionan posibles soluciones constructivas para los apoyos, las fundaciones y la conexión terreno-estructura.Item Modelado e impresión 3D del Segundo Puente de Arcos (1837-1929) sobre el Río Virilla para su reconstrucción histórica e ingenieril(2023) Quirós Fallas, Omar Elías; Mata Abdelnour, ErickA lo largo de la historia se han construido obra de infraestructura que permiten el crecimiento y el desarrollo de una nación. En Costa Rica durante el siglo XIX, con el nacimiento del comercio del café para exportación, mejorar el camino hacia el pacífico se volvió una prioridad para los socios cafetaleros. Entre las mejoras al camino, se incluían la construcción de puentes, entre ellos el Segundo Puente de Arcos (1837-1929) sobre el río Virilla. El cual era un gran hito de la ingeniería de la época, ya que era el más largo de Costa Rica y el único de 3 arcos. El puente fue construido en su totalidad de calicanto, técnica utilizada en la época colonial para la construcción de templos y edificaciones. La importancia de este trabajo estriba principalmente de la construcción de un modelo a escala (1:100) del puente antes mencionado, para rescatar y resaltar su importancia historia que tuvo para el desarrollo económico del país. Además, la construcción es por medio de la impresión 3D, lo que nos permite recrear texturas y los distintos elementos que tenían el puente, dando como resultado final un modelo a escala realista.Item Estado del arte de la tecnología de impresión 3D de concreto y acero en la construcción y su aplicación en Costa Rica(2023) Ulloa Firchow, Felipe; Anglin Fonseca, Robert AnthonySe realizó una compilación de información sobre el estado del arte del conocimiento sobre la impresión 3D de acero y de concreto aplicada a la construcción a través de una investigación bibliográfica. La importancia de este trabajo radica principalmente en que establece una línea base de investigación en el ámbito de la impresión 3D aplicada a la construcción, la cual se prevé que será de gran influencia en las décadas venideras. Se demostró que la tecnología de impresión 3D de concreto y acero es una herramienta viable en otras latitudes. Grosso modo, la impresión 3D con concreto y acero es una tecnología prometedora para la construcción en Costa Rica. Se presentaron recomendaciones sobre los siguientes pasos a seguir para la academia, la industria y distintos grupos del gobierno de Costa Rica para facilitar la innovación y adopción de tecnologías en el sector de la construcción. Entre ellas destaca una exhaustiva investigación sobre las propiedades de los materiales de impresión y su comportamiento en el territorio nacional y adopción en Costa Rica, y la implementación de programas de capacitación y desarrollo de habilidades para los trabajadores actuales y futuros del gremio, el cual puede ser llevado a cabo como esfuerzo en conjunto entre los diferentes entes interesados, como la UCR, el TEC, el INA, el CFIA y la CCC.Item Evaluación del desempeño de tres catalizadores heterogéneos basados en hierro y soportados sobre una estructura impresa en 3D, en la activación de persulfato para la degradación de cafeína en un reactor de lecho fijo(2023) Sequeira Murillo, Francisco; Serrano Mora, AdriánItem Modelado e impresión 3D del puente Ferroviario del Río Grande para concientizar sobre su valor patrimonial(2022) Acuña Cook, Gerardo Alfonso; Mata Abdelnour, ErickEl objetivo del estudio era lograr utilizar la impresión 3D como medio para preservar u concientizar el valor patrimonial del puente Ferroviario sobre el Río Grande de Atenas. Para lograrlo se realizó inicialmente una breve reseña histórica del puente, donde se recabo información del contexto histórico durante la construcción del puente, bocetos de diseño del puente y algunos hitos importantes de su construcción. Seguidamente, se modelo en 3D utilizando el software Inventor la superestructura del puente consiguiendo un nivel de detalle LOD200. Una vez se contaba con el modelo del puente, se procedió a la impresión del modelo a escala reducida del puente. La escala que se eligió del puente es 1:100 dando como resultado una pieza de exhibición de 2.09 m de longitud y 0.30 cm de altura. El cual refleja el valor patrimonial de la obra y los grandes esfuerzos de la ingeniería de la época.Item Diseño y evaluación de un soporte catalítico estructurado impreso en 3D, con aplicación en catálisis heterogénea de Fenton para la degradación de contaminantes persistentes(2019) Vindas Azofeifa, María Gabriela; Durán Herrera, EstebanItem Caracterización de la transferencia de masa externa en un soporte estructurado impreso en 3D mediante la técnica de disolución de ácido benzoico, para ser utilizado en reactores catalíticos heterogéneos(2019) Cabrera Rojas, José Pablo; Durán Herrera, EstebanItem Diseño de una malla de recolección de agua de neblina, compuesta por capas politexturadas, inspirada en lo tricomas de la Bromelia Tillandsia(2022) Moy de la Croix Vieto, Claire; Santamaría Cordero, María Jimena; Cavallini Solano, HenniaEl acelerado cambio climático y el crecimiento poblacional instan un reto para la búsqueda de alternativas para la recolección de agua. Para ello, se decidió estudiar un mecanismo natural capaz de recolectar agua eficientemente. Específicamente las bromelias Tillandsia, usneoides y la schiedeana. Ambas fueron sometidas a pruebas de sumersión completa y de humidificación, en cámaras de ambientes controlados y resultó ser la T.usneoides la que tiene mayor capacidad de absorción de agua, presentando un porcentaje de 13,6192% mayor en la prueba de sumersión y un 29,1607% mayor en la prueba de humidificación. Se realizó observación microscópica en el MEB de la planta T.usneoides, donde se destaca la alta densidad y traslape de los tricomas y la presencia de canales de conducción en las alas; parámetros que se tomaron en cuenta para el diseño de la malla recolectora. Se evaluó la capacidad de absorción de mallas comerciales, para tener un parámetro de comparación con la malla diseñada, siendo la Raschel la más eficiente. Para el diseño de la malla recolectora, se crearon 3 capas, las cuales se traslapan al igual que los tricomas de la Bromelia, dos de ellas (externas) son desordenadas y la interna es una capa hexagonal. Se propusieron 2 configuraciones: ASA (ABS con fibra de carbono en los extremos y silicón en el medio) y SAS el caso contrario. Las capas al fabricarse mediante impresión 3D y moldeo sobre moldes en impresión 3D, presentan un perfil de microondas y micro crestas que promueven la canalización de las gotas. Se realizaron pruebas de mojabilidad (Goniometría e histéresis) sobre los materiales utilizados para la fabricación de las mallas y se realizaron pruebas de recolección de agua en ambiente controlado, en donde la malla ASA presentó la mayor capacidad de recolección, con una velocidad de 0.0794 ± 0.0001 g/min, sin embargo, la Raschel sigue teniendo mejor capacidad, con 0,868 ± 0.0001 g/min.