Métodos y Materiales es una revista científica que nació en el año 2011 en el seno del Laboratorio Nacional de Materiales de la Universidad de Costa Rica. Está dirigida a personas investigadoras, docentes, profesionales y estudiantes, afines a métodos de ensayo de materiales e ingeniería civil. Tiene como objetivo difundir la producción científica adquirida mediante investigaciones realizadas en los ejes temáticos de métodos de ensayo, materiales de construcción y tecnologías aplicadas a la ingeniería civil. Revista Métodos y Materiales por LanammeUCR se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional. ISSN electrónico: 2215-4558 ISSN impreso: 2215-342X OAI-PMH URL: https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/materiales/oai
La revista Métodos & Materiales posee licencia Creative Commons de Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada. Es decir, no se permite el uso comercial de la obra original ni la generación de obras derivadas. Revista Métodos y Materiales por LanammeUCR se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional.
Detección de infiltración por causas accidentales con termografía infrarroja: estudio de caso
La infiltración en edificios es uno de los problemas más frecuentes y, en la mayoría de los casos, es producto de fugas en tuberías, defectos de construcción, entre otros. Su detección es difícil, ya que no presentan manifestaciones externas en las primeras fases. La termografía infrarroja puede ser una técnica potencial para detectar estos defectos, ya que no necesita contacto directo con la estructura inspeccionada y tiene resultados en tiempo real. Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo evaluar la termografía infrarroja para detectar infiltraciones debido a causas accidentales. La metodología del trabajo consistió en inspeccionar las áreas comunes de un condominio multifamiliar con una cámara termográfica y el uso de un detector de humedad, de manera complementaria. Los resultados mostraron que la detección fue posible con pequeños gradientes térmicos, alrededor de 0.4 °C a 1.5 °C, donde las áreas afectadas se visualizaron con una temperatura más baja debido a la inercia térmica del agua. En la inspección para comprobar si hay infiltraciones, la técnica mostró una rápida detección de esta manifestación patológica y que puede ser utilizada como una herramienta auxiliar.
Derechos de autor 2025 Métodos y Materiales https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Cuantificación de V, Ni, Zn y Fe en asfalto por espectroscopia de absorción atómica
El asfalto tiene complejas composiciones químicas y físicas que normalmente varían con la fuente del petróleo crudo. Su composición se basa en aproximadamente 84% C, 10% H2, 1% O2 y 5% trazas de elementos como S, Ni, V y Fe. El propósito de esta investigación es desarrollar un método para cuantificar V, Ni, Zn y Fe en asfalto AC-30 por espectroscopia de absorción atómica. La investigación propone un procedimiento de tratamiento de hasta 2 g de asfalto, el cual se basa en su dilución con solvente orgánico (mineral spirits) en balones aforados con ayuda de un baño ultrasónico para aligerar la dilución. Se dictan los parámetros de optimización del método buscando los datos instrumentales adecuados en el equipo de absorción atómica para la obtención de la mayor absorbancia posible en la alineación tanto del quemador como de las lámparas de cátodo hueco y deuterio; además de la optimización de la llama y del flujo del nebulizador. Las curvas de calibración de cada metal se realizaron con un estándar con base de hidrocarburos para medir las concentraciones de metales en el asfalto en mg/kg con un coeficiente de correlación lineal de mínimo 0.995. El estudio de recuperación en asfalto se realiza con la adición de una cantidad de los metales directamente a las alícuotas de matriz de asfalto. Las concentraciones obtenidas para el Ni fueron 70, V 330, Zn 24 y para Fe 10 ppm, los cuales presentaron una desviación estándar relativa inferiores al 1% lo que indica que las mediciones de una misma muestra son precisas y que presentan poca dispersión entre ellas. Las recuperaciones promedio fueron de 99.17% para Ni, 100.30% V, 92.26% Zn y 97.72% Fe. Estos resultados indican que el método resulta confiable para la cuantificación de metales mediante la técnica de absorción atómica.
Implementación de metodología para el diseño estructural de vigas-anillo en tuberías a presión
El objetivo del trabajo consistió en automatizar una metodología para el cálculo de los esfuerzos internos generados en la sección transversal de una tubería de acero a presión restringida por una viga-anillo. El estudio se enfocó en tuberías a presión expuestas con ausencia de juntas de expansión. Las cargas analizadas corresponden a las que se presentan en la condición normal de operación, este caso ocurre cuando la tubería forzada opera llena y a presión. El apoyo analizado corresponde al tipo viga-anillo. La herramienta se elaboró empleando los lenguajes de programación de Mathcad 10 y EXCEL 2016 y permite calcular los esfuerzos internos que ocurren en los puntos de apoyo de las tuberías. Solo se encontró una metodología para abordar el cálculo de estos esfuerzos. El programa no toma en cuenta la carga de sismo.
Propuesta de modificación de secuencia de ejecución del ensayo de módulo dinámico
En los últimos años se han desarrollado diferentes métodos de ensayo y metodologías para la caracterización de las propiedades reológicas de materiales asfálticos, de las cuales algunas se han ido incorporando a las metodologías de diseño y normativa de México. Sin embargo, la correcta determinación de propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica requiere de evaluaciones complejas, así como la necesidad de otras áreas de conocimientos cómo es la metrología, instrumentación y tratamiento de datos, aunado a una comprensión clara del comportamiento mecánico de un material viscoelástico. Tal es el caso del ensayo de módulo dinámico, el cual tiene como objetivo evaluar las propiedades viscoelásticas lineales de la mezcla asfáltica mediante la determinación dos parámetros mecánicos el Módulo dinámico o complejo (|E*|) y el ángulo de fase.
Influencia de la Cal en el Mortero de Pega para Mampostería
En esta investigación se estudiaron los morteros para pega de bloques fabricados en sitio y los efectos en sus características físico-mecánicas al agregar cal a la mezcla. Para esto se fabricaron morteros tipo M y tipo S, con y sin cal, usando las proporciones volumétricas brindadas por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR 2010). Como agregado fino se utilizó arena de tajo y arena industrial, por separado.Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión en cubos de mortero a los 7 y 28 días, porcentaje de retención de agua, contenido de aire y trabajabilidad. Además, se construyeron prismas y “cruces” de mampostería para estudiar la resistencia a compresión y adherencia del mortero, respectivamente. Esto para determinar si el uso de cal producida en el país mejora las propiedades del mortero de pega de mampostería, ya que esto podría permitir que se reactive el uso de la cal en la construcción en Costa Rica Los ensayos se realizaron con 3 cales diferentes y los resultados obtenidos varían dependiendo de la cal que se utilice, pero en general se encontró que la cal mejora algunas propiedades como lo son la retención de agua, la trabajabilidad, la adherencia y en algunos casos incrementa la resistencia de los prismas. Por el contrario, la resistencia a compresión en cubos de mortero disminuye y el contenido de aire no se ve afectado.
Pesaje simplificado de vehículos en movimiento basado en mediciones de deformaciones unitarias cortantes para puentes en servicio
Existe literatura que demuestra que el pesaje en movimiento con puentes, conocido por sus siglas en inglés como BWIM (Bridge Weigh-In-Motion) es confiable para obtener información acerca de las características de los camiones que transitan por las carreteras. El mejoramiento continuo de estos sistemas presenta oportunidades para incrementar su uso. Los métodos BWIM tradicionales basados en la flexión en vigas enfrentan distintos retos, los cuales han propiciado la aparición de otras metodologías que emplean deformaciones unitarias cortantes. Sin embargo, las técnicas conocidas que utilizan deformaciones unitarias cortantes, asumen o miden líneas de influencia para el cálculo de los pesos brutos vehiculares. En este artículo, se propone una metodología BWIM alternativa, que es independiente de las líneas de influencia, no requiere mediciones de la velocidad de los camiones y se basa en la discontinuidad que se observa en el registro de deformaciones unitarias cortantes, la cual ocurre cuando un camión cruza sobre el lugar en donde se coloca el sensor. A partir de una serie de experimentos realizados en campo, se demuestra que los niveles de error obtenidos con el método propuesto son similares a los obtenidos con otros métodos BWIM más complejos, por lo que se considera que existe potencial para poder ser utilizado para obtener los pesos brutos vehiculares de camiones que transitan por puentes continuos o simplemente apoyados, en una forma consitente y confiable.
Evaluación Superficial de Vías Urbanas empleando Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT)
Este trabajo de investigación presenta una metodología alternativa de gestión de pavimentos en vías urbanas, basado en la evaluación superficial del pavimento mediante el uso de imágenes georreferenciadas, obtenidas por un vehículo aéreo no tripulado (VANT) que se procesan generando un ortomosaico y un modelamiento en 3D de alta resolución, que se utiliza para realizar la evaluación superficial por el Método Pavement Condition Index (PCI). Finalmente, con los resultados obtenidos se logra reducir significativamente los tiempos de inspección y costos de evaluación optimizando los recursos de los gobiernos municipales. Además, permite a la entidad determinar los costos de mantenimiento o rehabilitación de tal manera de conservar en buen estado los pavimentos urbanos.
Comparación entre Técnicas de Modelado Computacional de Edificios de Tipo Muro
En este artículo se compara la aplicación de diferentes técnicas de modelado computacional de edificios de tipo muro; específicamente se estudiaron las siguientes metodologías de modelado: Modelado a través de elementos tipo barra con sección transversal rectangular Modelado a través de elementos tipo barra con sección transversal irregular Modelado a través de elementos tipo área. Con el fin de aplicar cada una de las técnicas de modelado a distintos edificios se utilizó el software de análisis estructural llamado ETABS. Posteriormente se efectuó un análisis dinámico de cada uno de estos modelos, con lo cual se creó una matriz de resultados que permitió comparar y discutir las diferentes respuestas estructurales que se pueden obtener para un mismo edificio cuando se utilizan distintas técnicas de modelado. De esta comparación se concluye que en general los modelos compuestos por elementos tipo barra con sección transversal rectangular y los modelos elaborados con elementos tipo área presentan comportamientos similares, por lo que se podrían modelar edificios de tipo muro de hasta 30 niveles con ambas metodologías sin esperar diferencias significativas en las respuestas estructurales. Por otro lado, los modelos elaborados con elementos tipo barra con sección transversal irregular presentaron diferencias significativas en cuanto a dichas respuestas.
Resistencia a compresión versus tiempo de curado en concreto hidráulico a partir de cementos modificados
Este artículo presenta una síntesis de los resultados experimentales obtenidos al ensayar la evolución de la resistencia a la compresión en concretos hechos con distintos cementos modificados, a diferentes edades. Se incluye la caracterización de dos agregados de procedencias distintas (río y tajo) y tres tipos de cemento modificado. Los cementos ensayados corresponden al MM/C(P-C)-28, MM/C(C-P)-28 y MC/A-AR. El objetivo del estudio fue generar las curvas estándar de desarrollo de resistencia de seis mezclas de concreto usando estos cementos y agregados. Las pruebas de caracterización se llevaron a cabo siguiendo los estándares del Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica (INTECO) y la Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM). El curado de especímenes de concreto se realizó en cámara húmeda a 4 edades diferentes (3, 7, 28 y 56 días). La resistencia del concreto se obtuvo por medio de ensayos en la Máquina Universal, posteriormente, se procesó y validó estadísticamente los resultados, utilizando los parámetros de aceptación del informe del Instituto Americano del Concreto (ACI 214-2002). A partir del análisis realizado, se logró generar las curvas de desarrollo estándar de resistencia para todos los cementos en estudio, según dos procedencias de agregados e incluyendo un análisis estadístico inferencial para los resultados de resistencia de los concretos. Se concluyó que, al variar la procedencia del agregado para un mismo cemento, su resistencia es significativamente diferente (en términos estadísticos), al igual que para un mismo agregado, cuando se cambia el tipo de cemento.
Determinación de propiedades últimas a tracción en geomallas según normativa ASTM
Recientemente se implementó en el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LANAMME UCR) el método de ensayo ASTM D6637 de la Asociación Americana de Ensayos de Materiales (ASTM por sus siglas en inglés). En la etapa de verificación de la correcta implementación del método de ensayo, se trabajó con 2 tipos de geomallas utilizadas como refuerzo a nivel nacional; que fueron ensayadas para determinar sus propiedades mecánicas a la tracción (resistencia última y deformación última). Una vez obtenidas dichas características, se procedió a compararlas con los datos reportados en sus fichas técnicas. En dicha etapa se encontraron incongruencias entre los datos hallados a nivel de laboratorio y los reportados por el fabricante; lo cual dio indicios de posibles sobrevaloraciones en los datos reportados por los fabricantes y comercializadores de geomallas. También se encontraron pruebas de reportes de datos en valores distintos a la especificación MARV, la cual es la que adopta ASTM en el tema de control de calidad. Este documento se desprende medularmente del trabajo final de graduación: “Implementación de los métodos de ensayo para la determinación de las propiedades a tracción en geomallas y geotextiles según las normas ASTM D6637 y ASTM D4595” (ver referencia bibliográfica 6).
Comparación del desempeño en laboratorio de tratamientos superficiales elaborados a partir de las metodologías de diseño de TxDOT y Austroads
Los tratamientos superficiales son una alternativa para preservar el estado actual de una carretera y mejorar algunas de sus características como impermeabilidad y textura superficial. A pesar de sus beneficios, actualmente no existe un método de ensayo formalmente definido para evaluar el desempeño en laboratorio de tratamientos superficiales elaborados a partir de distintos materiales o metodologías de diseño. Por tal razón, en el presente artículo, a partir de una serie de modificaciones realizadas al ensayo ASTM D7000, se compara el desempeño de tratamientos superficiales elaborados a partir de las metodologías de diseño adoptadas por las agencias de transporte TxDOT y Austroads. Estas metodologías parten de las dos líneas de pensamiento fundamentales para el diseño de tratamientos superficiales, los principios de Hanson, utilizados en el método de Austroads y los principios de Kearby, utilizados en el método de TxDOT. A partir de los ensayos realizados se determinó que la metodología de Austroads propicia la elaboración de tratamientos superficiales que tendrían una mayor cantidad de agregado remanente, luego de simular los efectos del tránsito vehicular sobre las muestras de tratamientos superficiales elaboradas, siendo éste un aspecto que podría incidir positivamente en su desempeño.
Desgaste superficial de adoquines: implementación y ajustes en la normativa ecuatoriana
El control de calidad de los adoquines en el Ecuador ha permanecido invariable desde 1987, utilizando como criterio de calidad y durabilidad el valor de la resistencia a la compresión del bloque bajo el concepto de indicador global. Supone este indicador que al cumplir la especificación de resistencia, cubrirá exigencias tal como el desgaste superficial, por tanto la expectativas de la vida útil de la capa de rodadura. Sin embargo en los últimos años se ha verificado de manera general un deterioro temprano de las superficies de los adoquines a pesar del cumplimiento de los requerimientos de compresión establecidos en la norma ecuatoriana. En estas condiciones la Universidad, la industria de la construcción y el Instituto de normalización ecuatoriana decidieron dar origen a una nueva norma de control en el que se desglosa el indicador en varios parámetros físicos y mecánicos, empleando como documento base la norma europea EN 1338. Entre los parámetros, la cuantificación y valoración del desgaste superficial se constituyó en de mayor interés, tanto por el desconocimiento de la capacidad de desgaste superficial de la mayor parte de la producción en el país, así como el método de ensayo a utilizarse. El presente artículo, sobre la base de un tradicional análisis estadístico de 516 ensayos de desgaste superficial por medio del método de la banda ancha (EN 1338) realizados en el laboratorio de Materiales de Construcción de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador entre los años 2010 a 2015, verificó el comportamiento de distribución normal simétrico en los dos lotes en el que fueron clasificados los datos; uno correspondientes a fábricas que mantienen procesos de control de calidad y otro a fábricas sin control además, cuantificó el valor de huella característico según el método de ensayo de desgaste en el período de análisis. Por medio de la información obtenida se ha justificado la necesidad del control del desgaste superficial así como la recomendación de establecer una especificación para el Ecuador, diferente a la establecida en la norma europea.
Evaluación de una modificación en la norma ASTM C1609 para el estudio de concreto reforzado con fibras sintéticas sometido a flexión
En el presente trabajo se evalua la viabilidad de una modificación a la norma ASTM C1609 con el fin de sentar evidencia de la conveniencia en la aplicación, o no, de ese estándar para ensayar concreto reforzado con fibras sintéticas (SNFRC) sometido a flexión. Igualmente, se buscó realizar una comparación entre los resultados de tal norma con respecto a los que provee el estándar europeo EN14651. Se determinó un comportamiento pseudodúctil del material en el que la incorporación de fibras le permite resistir cierta carga aun después de alcanzar su módulo de ruptura. La reducción en la velocidad de ensayo aumentó las probabilidades de tener resultados exitosos vía ASTM C1609, especialmente cuando el SNFRC tiene poca fibra añadida. Además, la modificación de velocidad no implicó alteraciones en los resultados del ensayo. Por otra parte, se encontró que la norma europea no produce problemas en la ejecución del ensayo, sin embargo, sus resultados no fueron en todos los casos comparables con lo obtenido a través de la norma norteamericana.
concreto reforzado con fibras sintéticasEliminar concreto reforzado con fibras sintéticas
Determinación del módulo de elasticidad de dos concretos autocompactantes de alta resistencia (70 MPa)
El módulo de elasticidad es una propiedad de gran importancia en el cálculo estructural, que permite entender la relación que existe entre el esfuerzo y la deformación del material evaluado, de tal manera que, una correcta predicción del módulo de elasticidad del concreto permite al Ingeniero Estructural diseñar elementos o estructuras que desempeñen el propósito para el cual fueron concebidas. Esta investigación permitió determinar una ecuación para calcular el módulo de elasticidad de dos mezclas de concreto autocompactante (SCC por sus siglas en inglés) con resistencia nominal de 70 MPa a la edad de veintiocho días, siendo la única variable el tipo de cemento hidráulico: cemento modificado con caliza de alta resistencia inicial y cemento modificado con puzolana. Para el concreto en estado fresco se analizó comparativamente la temperatura (ASTM C1064), peso unitario (ASTM C138), contenido de aire (ASTM C231) y flujo sin restricción (ASTM C1611). Para el concreto endurecido se estudió su afectación en la resistencia a la compresión (ASTM C39), módulo de elasticidad, relación de Poisson y módulo de cortante (ASTM C469).
En este documento, se presenta una breve explicación de la teoría del esfuerzo cortante, una descripción general de los principales tipos de ensayos triaxiales que se realizan con mayor frecuencia en un laboratorio de geotecnia, así como una detallada enumeración de los diferentes componentes que conforman el equipo de ensayos triaxial adquirido por el laboratorio de geotecnia del LanammeUCR. Finalmente se presenta el montaje y algunos lde los resultados producto de la ejecución de un ensayo UU.
Propuesta para la implementación de la metodología BIM en los proyectos de obra pública de Costa Rica
El “Modelado de la Información en la Construcción” (BIM, por sus siglas en inglés) es una nueva metodología que ha tenido una creciente difusión en los últimos años dentro de Costa Rica. No obstante, esta difusión ha generado intentos aislados, principalmente del sector privado. Se realizó un análisis de la situación costarricense para conocer las capacidades actuales del país en el uso de la metodología BIM, para esto se realizaron entrevistas distribuidas entre los sectores público, privado y académico; las cuales fueron empleadas en conjunto con los modelos de “Punto de Adopción” y “Componentes de Macro-Madurez” desarrollados por Billial Succar y Mohamad Kassen. Esto permitió conocer el punto de inicio para implementar la metodología BIM a nivel nacional y desarrollar una serie de tareas para implementar la metodología BIM en el país que fueron validadas por un comité de expertos. El producto de este trabajo es un proceso de adopción u hoja de ruta para la incorporación de la metodología BIM durante las fases de planificación, diseño, construcción y operación de la obra pública en Costa Rica como herramienta para mejorar la gestión de proyectos constructivos.
Desarrollo de resistencia a la compresión en concreto con cementos modificados
Este artículo presenta las curvas de desarrollo de resistencia a la compresión a través del tiempo de curado para mezclas de concreto elaboradas con tres tipos de cementos modificados comercializados en Costa Rica, y su combinación con agregado nacional proveniente de fuentes de tajo y río. Se utilizaron los cementos MM/A (E- C) – 28, MM/B (P-C) – 28 y MP A – AR, definidos según el reglamento RTCR 479:2015 Materiales de Construcción. Cementos Hidráulicos. Especificaciones. Debido a la carencia de curvas de desarrollo de resistencia para concretos elaborados con distintos tipos de cementos modificados y agregados comercializados en el país, el objetivo de este trabajo se focalizó en obtener tales curvas y el desarrollo porcentual de resistencia. Se caracterizó todo el material utilizado las respectivas normas ASTM o INTECO; asimismo se comprobó que el agregado y los cementos a utilizarse fuesen adecuados a partir de los parámetros establecidos en la ASTM C33/C33M-18 y la INTE C147:2018, respectivamente. La determinación de la resistencia a la compresión se efectuó por medio de especímenes cilíndricos de 150 mm x 300 mm, con edades de falla de 3, 7, 28 y 56 días; siguiendo un diseño de mezcla determinado a partir del ACI 211-91. A los datos generados se le realizó un análisis estadístico para establecer relaciones y respaldar los resultados obtenidos. Con este trabajo se logró demostrar que los cementos comercializados en Costa Rica con un grado de adición de escoria de alto horno son capaces de presentar una ganancia de resistencia significativa en el concreto después de los 28 días de curado, las mayores resistencias a la compresión en el concreto se generan al utilizar agregado de río, y generalmente la resistencia del concreto no varía significativamente al emplearse el mismo tipo de cemento para distintos tipos de agregados.
Evaluación experimental del comportamiento de elementos prefabricados de concreto (baldosas horizontales y columnas), bajo la aplicación de cargas perpendiculares al plano de la pared
En esta investigación se estudió el sistema prefabricado de columnas y baldosas con cargas uniformemente distribuidas perpendiculares al plano de la pared. Para esto, se construyó una pared a escala natural conformada por dos paños de baldosas, viga solera y una cimentación de concreto. Se aplicó carga al sistema mediante bolsas de aire para generar una presión uniforme en la pared. El principal resultado es la comprobación experimental de que las columnas son el elemento crítico de diseño en el sistema prefabricado de columnas y baldosas. Se logró demostrar también que los requisitos de resistencia establecidos en INTE C131:2019 son adecuados para que el sistema resista cargas de viento y sismo de manera segura.
El Uso del aditivo mineral como modificador de las propiedades mecánicas en el concreto: una revisión
El presente artículo recopila e identifica la adición de ciertos aditivos minerales de uso más frecuente en la industria de la construcción como modificadores del concreto durante su estado fresco y endurecido, los cuales en su mayoría son usados como remplazo parcial del cemento. Actualmente los investigadores buscan optimizar las propiedades del diseño de mezclas dependiendo al uso por el cual son concebidas, así mismo que sea factible económicamente y respetuoso con el medio ambiente. Se revisaron 50 artículos indexados entre los años 2010 y 2021 distribuidos en las siguientes bases de datos: 37 artículos de Scopus, 10 artículos de ScienceDirect, 2 artículos de Springer y 1 artículo de SciELO. Los aditivos en estudio son escoria de alto horno granulada (EAHG), cenizas volantes (CV), humo de sílice (HS), ceniza de cascarilla de arroz (CCA). En su mayoría presentan una mejora considerable en sus características mecánicas de tracción, resistencia a la compresión y módulo de elasticidad. La adición de CV mejora en la mezcla del diseño durante su estado fresco, la CCA durante su estado endurecido y las mejores resistencias para el HS; sin embargo, la EAHG resulta cumplir con casi todas las expectativas en mayor porcentaje y así mismo junto con la CCA, son potencialmente competitivos.
Diseño de un tablero de control para el seguimiento del desempeño de una grúa torre en un proyecto de construcción
La grúa torre es un equipo con un alto costo de operación y crítico para el avance de las construcciones verticales. Por ello, surge la necesidad de tener instrumentos que permitan controlar el desempeño de la grúa torre en los proyectos de construcción verticales. En esta investigación, se creó un tablero de control, el cual posibilita la medición y el control del desempeño de la grúa torre durante la ejecución del proyecto constructivo. La herramienta diseñada se implementó en la construcción de un edificio con un sistema estructural compuesto por muros, columnas y losas postensadas. Se estudió solamente una grúa torre. En algunas ocasiones, se brindaron causas lógicas y razonables para explicar un determinado comportamiento de la grúa torre analizada. Sin embargo, estas causas podrían no ser ni las únicas ni las definitivas. Se recurrió al muestreo de trabajo para obtener representatividad en las muestras. Se estima que la herramienta propuesta traerá las siguientes mejoras: enfoque de la grúa torre en las tareas más críticas; medición y mejora de los rendimientos de diversas tareas esenciales para el avance; determinación y reducción del porcentaje de tiempo muerto; mejor seguimiento a los incidentes y reducción de los accidentes, lo que reduce el tiempo en el que el proyecto está detenido debido a accidentes; y, finalmente, mayor seguimiento al mantenimiento de la grúa torre, lo que disminuye el tiempo en el que el equipo está detenido debido a fallas. El costo de la implementación de la herramienta presentada es viable para la mayoría de empresas a cargo de construcciones de modalidad vertical. La relación costo-beneficio del instrumento propuesto se estimó en un factor de 9.8, lo cual sugiere que los beneficios de la herramienta son considerablemente mayores que sus costos.
Coloración de tejas de caucho y plástico reciclado y su respuesta opto-térmica
La eficiencia energética consiste en lograr un menor consumo de energía frente a una misma prestación. La distinta cantidad de radiación solar que es reflejada o absorbida se debe al color de la superficie. Las tejas desarrolladas en esta investigación son de color negro, por tener partículas de caucho en su composición, que contienen negro de humo. Los colores oscuros tienen una absortividad solar mayor, por lo tanto, se analizó la alternativa de colorear las tejas con colores claros, para reducir la absorción de radiación solar. El objetivo es evaluar distintas posibilidades técnicas para la coloración de tejas a partir de la incorporación de pigmentos, y determinar el rendimiento energético. Para la fabricación, se incorporaron óxidos, masterbatch, caucho y polietileno de color. Se realizaron experiencias variando sus dosificaciones y para la determinación del comportamiento termo-físico de las tejas se testearon propiedades ópticas (albedo y emisividad) y temperatura superficial de 2 unidades muestrales -una teja coloreada en verde y una en negro-. El grupo con mejores resultados fue el número 3, donde se mezcla el caucho negro, el polietileno verde y el masterbatch. Al comparar el desempeño termo-físico de tejas recicladas color verde en relación a tejas color negro, se observó un comportamiento más eficiente en las tejas de color verde. Se registraron incrementos en el nivel de albedo del 11% y disminuciones de temperatura superficial superior a 8°C.
Pesaje de vehículos en movimiento en puentes de un claro con número limitado de sensores
En las economías emergentes, la implementación de la Gestión de Infraestructura del Transporte es una necesidad imperante. Con el propósito de utilizar de la forma más eficiente posible los limitados recursos disponibles, la tecnología surge como un aliado estratégico en dicho objetivo. Con el fin de preservar los pavimentos y puentes, diferentes metodologías han sido desarrolladas para la detección de vehículos con sobrepeso. En el presente artículo se presenta la implementación y validación del pesaje de vehículos en movimiento mediante la instrumentación de un puente en servicio ubicado en Costa Rica, con una cantidad reducida de sensores. Se utilizó el enfoque basado en áreas de influencia de ondas de respuesta de deformaciones unitarias. Dada la distribución de los sensores, minimizando los requisitos de instrumentación, se utilizaron dos tipos de deformación unitaria: horizontal y cortante. Dos camiones de calibración fueron utilizados como referencia y luego se procedió a estimar el peso del tráfico aleatorio, para confrontar dichos resultados con los datos de la estación de pesaje estática más cercana.
Evaluación de muestras del agregado grueso proveniente de residuos de concreto para producir nuevos concretos
Las demandas de materiales de construcción son cada vez más crecientes, sus fuentes escasas y el manejo de residuos de construcción y demolición muy complejo. La investigación que sustentó el presente artículo buscó estudiar las características del agregado grueso para la construcción proveniente de escombros de obras civiles, y compararlas con los agregados vírgenes tradicionales, con el fin de valorar su posible utilización. Se trabajó con tres fuentes de materia prima para reciclar: paredes de mampostería, baldosas prefabricadas y concreto colado en sitio (cilindros de prueba); todos facilitados por el LanammeUCR. Se siguieron las normas establecidas por INTECO, tanto para la caracterización de los agregados reciclados como para los diseños de mezcla. En las mezclas se utilizaron tres diferentes porcentajes de agregado grueso reciclado sustituyendo al natural. Los resultados arrojaron pequeñas variaciones respecto al comportamiento del agregado virgen, en especial en la absorción, peso unitario y desgaste. Se obtuvieron resultados muy favorables en cuanto a la resistencia a la compresión de los concretos con agregado grueso reciclado, contemplando siempre un diseño de mezcla que se ajustara a sus características. Entre las limitaciones está que no se estudió la durabilidad del concreto fabricado; tampoco se trabajó con agregado fino reciclado; ambos fenómenos serán abordados en futuras investigaciones. Al finalizar la investigación se concluye que el reciclaje de agregado grueso es técnicamente factible.
Evaluación técnica de la eficacia de productos curadores como opción al curado húmedo del concreto
Esta investigación tiene como objetivo determinar los efectos del uso de productos curadores en el concreto hidráulico mediante condiciones de laboratorio. No obstante que investigaciones y especificaciones técnicas de los productos curadores indican mejoras en el curado del concreto, su utilización y posibles ventajas deben ser experimentalmente verificadas para las condiciones y tipos de concretos fabricados en Costa Rica. Se utilizan tres tipos de productos curadores, el primero corresponde a un producto curador transparente a base de silicatos que no produce membrada (C1), el segundo es un producto curador formador de membrana a base de resinas (C2) y el tercero es un producto curador formador de película a base de solución coloidal (C3). Por medio de ensayos de laboratorio se determina la resistencia a la compresión, módulo de ruptura y cambio de longitud (expansión o contracción) del concreto para diferentes condiciones de curado. En general, los resultados indican que los productos curadores, a cualquier edad de aplicación, no disminuyen la contracción o expansión del concreto. Para que los curadores logren una efectividad adecuada en el desarrollo de la resistencia a la contracción y a la flexión en el concreto, se debe curar con agua por un mínimo de tres días previo a la aplicación del producto. Los resultados sugieren mejores resultados al aplicar el producto curador a los 7 días luego de mantener los especímenes en el cuarto húmedo.
Estudio R&R de frecuencias naturales en madera de S. campanulata, F. americana y A. Plurijuga.
El objetivo de la investigación fue realizar un estudio de repetibilidad y reproducibilidad en muestras representativas de probetas de madera de pequeñas dimensiones de Spathodea campanulata, Fraxinus americana y Albizia Plurijuga. La estrategia experimental asume dos etapas. La primera consistió en el análisis de los resultados de las frecuencias medidas en las tres especies angiospermas. Su objetivo fue validar la homogeneidad y la representatividad de las maderas en estudio. La segunda etapa se orientó al estudio de las variaciones de los resultados de las frecuencias. Su objetivo fue construir tablas de repetibilidad y reproducibilidad y de su análisis de varianza. Se preparó un diseño completamente al azar y balanceado. La unidad experimental consistió en tres grupos homogéneos de 40 probetas de cada especie. Para cada especie estudiada se realizaron estudios cruzados de repetibilidad y reproducibilidad. Los resultados indican que para S. campanulata, el 97,7% de la varianza total se debe al instrumento en tanto que el 2,3% a diferencias entre operadores; para F. americana, el 99,2% de la varianza total se debe al instrumento y el 0,8% a diferencias entre operadores, mientras que para A. plurijuga, el 100% de la varianza total se debe al instrumento en tanto que no existe variabilidad debida a diferencias entre operadores
Estimación de rendimientos de mano de obra y material en la aplicación de morteros de repello industrializado en proyectos de vivienda
En este trabajo se estimó el rendimiento y costo de mano de obra, del material y del equipo en la aplicación de repello con mortero industrializado, estos datos son importantes para la determinación de la factibilidad de un proyecto ya que impactan directamente su costo y duración total. Las mediciones fueron realizadas en tres proyectos habitacionales de mampostería de uno y dos niveles, ubicados en Alajuela, Heredia, San José o Cartago de Costa Rica. En los primeros dos se utilizaron morteros de diferentes marcas, sin embargo, la metodología de aplicación fue manual en ambos casos. En el tercer proyecto se utilizó el mismo mortero que uno de los proyectos anteriores, pero se aplicó mecánicamente. Para el análisis de los datos obtenidos, se utilizó la prueba estadística t de student con una confiabilidad de 90%. Cabe destacar que los resultados son válidos solo para proyectos con características similares. De acuerdo con los resultados obtenidos, el costo de la actividad de repello aplicado manualmente es muy similar al aplicado con lanzadora ya que, el ahorro en el costo de mano de obra obtenido equivale aproximadamente al monto necesario para cubrir la amortización del equipo lanzador y el costo adicional del material proyectado.
Influencia del aditivo superplastificante en el hormigón con agregado laterítico
Debido a la escasez y elevados costos de transporte de agregados pétreos en el oriente y noreste de Bolivia, se han buscado diferentes alternativas para su sustitución parcial o completa en la industria de la construcción y, específicamente, para la fabricación de hormigón. La presente investigación tiene como objetivo la evaluación de la trabajabilidad, resistencia a la compresión y velocidad de pulso ultrasónico (VPU) del hormigón producido totalmente con agregados gruesos lateríticos y un aditivo superplastificante comercial. Mediante el método IPT/EPUSP, se dosificó un hormigón con agregado grueso laterítico para 30 MPa (resistencia a la compresión de diseño). Se consideraron cinco diferentes porcentajes de aditivo (en peso del cemento): 0% (referencia), 0.6, 0.8, 1 y 1.2%. Si bien el aditivo superplastificante mejora la trabajabilidad a mayores porcentajes, las mezclas con 0.6, 0.8 y 1% presentaron mayor resistencia a la compresión y VPU, cuando se compararon a la referencia (0%). 1.2% de aditivo presentó los menores valores de resistencia a la compresión y VPU. El uso de aditivos, en este caso superplastificante, resulta beneficioso para la trabajabilidad y resistencia a compresión del hormigón laterítico; no obstante, se deben definir los contenidos más adecuados para su utilización.
Índice de nivel de sustentabilidad para un análisis comparativo simplificado de materiales para la construcción sustentable: la madera laminada y otros elementos estructurales similares en México.
En este proyecto se presenta la viabilidad de las vigas de madera laminada como una opción de construcción sustentable en comparación con materiales tradicionales. Para ello, se desarrolló un índice de evaluación, en el cuál, se toma en cuenta la información de contenido, distancia, proceso, modulación y mantenimiento de cada material; dando un resultado de índice simplificado y preliminar de sustentabilidad de los materiales para la toma de decisiones en proyectos. Además de la viga laminada, se evaluó la viga de madera maciza, la viga de concreto y viga de acero; confirmando que la madera es un material más amigable con el ambiente, ya sea presentada como viga de madera maciza o laminada.
Interpretación a partir del análisis cinético de los resultados del ensayo acelerado (IRAM 1674) para la reacción álcali-sílice pavimentos
En este trabajo se presentan los resultados de expansión según el ensayo acelerado de la barra de mortero (IRAM 1674) hasta los 14 días de inmersión en solución agresiva y el análisis cinético según las recomendaciones RILEM AAR-2. El objetivo principal del trabajo es contribuir a la interpretación de los resultados del ensayo acelerado a partir del análisis del crecimiento de la expansión con la edad del ensayo (análisis cinético), otorgándole así mayor confiabilidad al ensayo. El análisis cinético consiste en ajustar por mínimos cuadrados los datos experimentales de expansión a un modelo de comportamiento conocido (modelo KAMJ), de dónde surgen los parámetros Lnk y M. El cálculo de los parámetros cinéticos Lnk y M es un buen indicador para analizar el comportamiento de la reacción. Si bien en la bibliografía se propone un valor límite para Lnk de -6 (valores menores, agregados no reactivos y valores mayores agregados deletéreos), al analizar los datos experimentales, se observó que valores bajos de este parámetro podrían no estar asociados a un crecimiento asintótico de la expansión, y por lo tanto, presentar un comportamiento deletéreo. Se considera que el coeficiente Lnk/M es un buen indicador para evaluar el comportamiento del agregado. Sin embargo - para poder definir un valor límite para el coeficiente Lnk/M - resulta necesario establecer una correlación con los ensayos en primas de hormigón de larga duración (1año o más) o de la experiencia en campo de comportamiento del agregado.
Recomendaciones para obtener resultados confiables de resistencia de cilindros de concreto
A continuación se presenta una serie de recomendaciones para asegurar la confiabilidad de los resultados de resistencia de concreto muestreado en obra. Se describe cada uno de los pasos para lograr ese objetivo. Estos son: muestreo, moldeo, curado, protección y falla. Las recomendaciones brindadas se basan en un estudio profundo de las prácticas y normas así como en la experiencia adquirida en el proceso de falla de cilindros de concreto en el Lanamme UCR. Este artículo está dirigido principalmente a los laboratorios de ensayo que ejecutan muestreos y pruebas de concreto pero también a los ingenieros y profesionales que trabajan en la construcción de obras civiles.