Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema urbano de drenaje sostenible en el distrito de Huancayo – región de Junín con adaptación a escenarios climáticos y modificación de la Norma Técnica Peruana CE.040(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-23) Vasquez Quispe, Hylary Marina; Valdivia Moya, Alfredo Miguel; Jara García, Mitchel JimmyLa metodología de esta tesis es no experimental y se basa en la recopilación de datos directamente de planos de diseño, estaciones meteorológicas y otros documentos descriptivos de la zona de estudio, sin manipulación deliberada de variables, con un enfoque cuantitativo. El estudio se enfoca en la preparación urgente del distrito de Huancayo, especialmente su zona monumental, ante precipitaciones pluviales de 25 años de período de retorno. Se identifica la saturación de la red de alcantarillado en ocho puntos críticos en la zona monumental, resaltando la falta de preparación para eventos climáticos extremos y los notables impactos en la infraestructura y el funcionamiento de la ciudad incluso en lluvias de menor intensidad. Tras un análisis exhaustivo de las técnicas de gestión de aguas pluviales, con un enfoque especial en cubiertas verdes y pavimentos permeables. Estas técnicas permiten la infiltración del agua de lluvia en el suelo, reduciendo el escurrimiento superficial y evitando la saturación de la red de drenaje. Asimismo, la capacidad de retener temporalmente el agua y liberarla gradualmente posibilita una gestión más efectiva de los picos de lluvia y mejora notablemente la calidad del agua. Se confirma que ambas opciones representan soluciones altamente prometedoras para mejorar significativamente la eficiencia en la gestión de aguas pluviales en Huancayo Estas conclusiones respaldan firmemente la propuesta de diseñar un sistema de drenaje urbano sostenible del agua en Huancayo. Además de abordar las necesidades hidráulicas, las cubiertas verdes y los pavimentos permeables aportan beneficios ambientales y estéticos, alineándose con principios de sostenibilidad y fomentando la resiliencia de la ciudad ante eventos climáticos extremos.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de diseño del sistema de drenaje pluvial superficial y sub superficial para el lado aire de un aeropuerto de Juliaca(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-15) Rivera Medina, Axel Fabrizio; Jara García, Mitchel JimmyLa ausencia de medidas efectivas y consideraciones técnicas para el manejo y conducción del drenaje pluvial en el Perú genera como consecuencia problemas y daños en la infraestructura. Sobre lo anterior, las infraestructuras aeronáuticas no son ajenos a esta problemática. En ese sentido, un sistema de drenaje pluvial deficiente de un aeropuerto impacta negativamente a las actividades que se desarrollan en la infraestructura. El presente trabajo de tesis propone el diseño del sistema de drenaje pluvial del lado aire del Aeropuerto Internacional Inca Manco Cápac ubicado en la ciudad de Juliaca, Perú. Este diseño fue realizado de acuerdo al circular AC 150/5320-5D: “Airport Drainage Design”, propuesta por la Administración Federal de Aviación, debido a la falta de una normativa peruana para diseñar un sistema de drenaje pluvial para aeropuertos. La metodología de este estudio fue divida en tres fases principales y una de conclusiones y recomendaciones. La primera fase consistió en la recolección de datos e información necesaria para determinar las características y consideraciones técnicas de la zona en estudio. La segunda fase consistió en realizar el análisis hidrológico para calcular las precipitaciones e intensidades máximas para periodos y duraciones específicas. Además, se determinó el método hidrológico para calcular las tasas de flujo máximo para cada tramo del sistema de drenaje pluvial principal. La tercera fase consistió en plantear y desarrollar el modelo BIM de la infraestructura aeronáutica y del sistema de drenaje pluvial para desarrollar los cálculos hidráulicos. La modelación de la información para la Construcción (BIM, por sus siglas en inglés) es una tecnología del cual permite representar la información funcional y física de un activo de manera digital. Finalmente, los tirantes y las líneas de gradiente hidráulico fueron determinados mediante el software EPA SWMM. Respecto al análisis hidrológico, la función de probabilidad Log Normal 3 fue la mejor en ajustarse a los datos pluviométricos. Además, el método racional fue aplicado debido a que el área total de cada cuenca principal cumple con ser menor a 809,371 m2 (200 acres). Respecto al diseño hidráulico, el drenaje superficial, sub superficial y redes principales consistieron en un sistema de conductos abiertos o a gravedad. Se determinó que las líneas de gradiente hidráulico de las redes de drenaje principales son iguales a la profundidad del agua libre. Se obtuvieron tramos con profundidades que superan los 10 metros debido a la extensión y poca pendiente del área en estudio, por lo que se recomienda emplear equipos de bombeo. Finalmente, desarrollar BIM permitió tomar decisiones, realizar cambios, proponer alternativas y definir el diseño del sistema de drenaje pluvial, así como obtener información de manera versátil y dinámica a partir del modelo digital.Ítem Texto completo enlazado Cuerpo de presa ‘Sión I’ en el Río Sión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-25) Triveño Taco, Jorge Luis; Jara García, Mitchel JimmyEl presente trabajo de tesis tiene como objeto el diseño de la presa Sión I, ubicada en la localidad de Sión, provincia de Mariscal Cáceres, departamento de San Martín, Perú. El “Consorcio Energético El Tucán S.A.” es el responsable de un proyecto generación hidroeléctrica en la localidad de Sión, el cual consta de un parque industrial con tres presas, las cuales utilizarán la energía de altura de agua, con la que contasen sus respectivos embalses, para generar energía eléctrica de potencia instalada de 3.4 Megawatts cada una, mediante el movimiento de turbinas. La primera de estas tres presas, Sión I, ubicada más aguas arriba de todas, es sobre la que versa este trabajo de tesis y respecto a la cual se va a desarrollar su diseño. Es necesario acotar que el alcance del presente trabajo es únicamente sobre el cuerpo de presa, incluyendo sus estructuras hidráulicas, mas no otros elementos útiles; como, por ejemplo, tuberías forzadas, turbinas, chimenea de equilibrio o casa de máquinas. Además, por temas contractuales entre el “Consorcio Energético Tucán S.A.” y su cliente, el Estado Peruano, se define que el material a utilizarse para la construcción de la presa es de concreto y que la tipología de esta sea de gravedad. Para el diseño del proyecto, se utiliza la norma peruana y otras extranjeras, principalmente la española, ello debido a la formación académica del autor. Cabe resaltar que la normativa local no es totalmente aplicable a todos los aspectos de diseño y que la normativa foránea mencionada cumple con los requisitos básicos para el dimensionamiento; además de ser fiable para su uso en estructuras hidráulicas en el Perú. Mucha información no es posible de obtenerse, sea por su costo económico o por la dificultad para hacer las diferentes pruebas y ensayos de campo; sin embargo, el “Consorcio EnergéticoTucán S.A.” proporciona muchos estudios básicos que se verán plasmados en el siguiente trabajo. Estos estudios son los siguientes: geotécnico, geológico, topográfico, medio ambiental y de calidad de agua. Otros se han conseguido a través de informes o datos históricos de instituciones gubernamentales peruanas. El resultado del trabajo de tesis es el de una presa de gravedad de concreto vibrado, de talud vertical en su paramento aguas arriba y de talud 0.8H:1V en su paramento aguas abajo, con cota de NMN (Nivel Máximo Normal) de 525 msnm, cota de NAP (Nivel de Avenida del Proyecto) de 526.78 msnm, cota de NAE (Nivel de Avenida Extrema) de 527.70 msnm, cota de coronación igual a 529.30 msnm, cota del lecho del río (zona crítica) de 498 msnm, el contacto presa-cimiento tiene una pendiente horizontal y está a la cota de 494 msnm y la galería perimetral en la cota de 500 msnm. La altura de presa desde la cimentación hasta el labio del aliviadero es de 31.00 metros y tiene un volumen de embalse de 3.21 hectómetros cúbicos; la altura desde la cimentación hasta la coronación es de 33.70 metros y la base de la presa tiene una longitud de 27.14 metros. El volumen total de la presa es de 12,411.56 metros cúbicos de concreto. Las estructuras hidráulicas con los que cuenta son los siguientes: i) aliviadero de descarga, ubicada en la zona central de la presa con toma de flujo central, de perfil tipo Creager, que coincide la cota de su labio con el NMN. Su embocadura se encuentra en el paramento aguas arriba; el canal de descarga, en el paramento aguas abajo, con igual talud que dicho paramento y finaliza su estructura en un lecho amortiguador tipo II de cota 495.80 msnm que restituye el flujo de agua a su cauce natural (cota 498 msnm); ii) desagües de fondo, cuya cota de embocadura es 503 msnm; cota de desembocadura, a 501 msnm, con 2 tuberías de 800 milímetros de diámetro, longitud de 21 metros y dos válvulas tipo Bureau; iii) la toma de agua de 44 metros (al tratarse de una conducción de kilómetros, solo se toma esta dimensión para el cuerpo de presa), 2.00 metros de diámetro, cota de embocadura a 518 metros y cota de desembocadura a 500 metros en la casa de máquinas; iv) ataguía para desvío del río, la cual es constituida de materiales sueltos (arcillas, limos y margas), tiene una altura de 10 metros, cota de coronación de 522 msnm, talud aguas arriba 2H:1V, talud aguas abajo 1.5H:1V, ubicado aproximadamente 200 metros aguas arriba de la presa Sión I, con una tubería de 1,800 milímetros de diámetro cuya embocadura a cota 521 msnm y desembocadura a cota 495 msnm y, finalmente, v) bypass en cada desagüe de fondo para el caudal ecológico de 190 mm de diámetro. La funcionalidad del diseño de la presa responde, principalmente, a estudios hidráulicos, apoyado de tensionales y estructurales; estos últimos de gran relevancia porque el Perú es un país con frecuente actividad sísmica, por lo que la estructura debe someterse a diferentes situaciones producto de combinaciones de solicitaciones (acción que afecta a la presa estabilizándola o desestabilizándola); y, así mismo, satisfacer ciertos coeficientes de seguridad, que aseguren no haya deslizamiento ni vuelco. El diseño de la presa Sión I es entonces el inicio de un proyecto para la electrificación de una zona rural en el departamento de San Martín. Una infraestructura de esta relevancia muestra cómo la región se muestra como un polo de desarrollo social y económico, por su diseño y lo que significa su funcionalidad en una zona rural de la zona geográfica de la Selva en el Perú, en otros momentos relegada, sea por problemas civiles internos de pasadas décadas o su lejanía a ciudades con mayor desarrollo, por lo que la ingeniería tomaría un rol importante para la mejoraría de los servicios que se presten, directamente relacionado a la mejoría de la calidad de vida.Ítem Texto completo enlazado Estimación de la carga de sedimentos en la cuenca del río Pitumarca mediante el uso del modelo Swat(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-08-17) Salas Quispe, Mario Kevin; Jara García, Mitchel JimmyEl sector agropecuario representa alrededor de 7% de nuestro PBI, donde la mayor cantidad se concentra en la costa peruana. Por otro lado, en la sierra y selva se perciben menor crecimiento y menor desarrollo en este sector. Sin embargo, el distrito de Pitumarca, como muchas otras comunidades del interior del Perú, tienen como principales actividades económicas la agricultura, la ganadería y la silvicultura. Tan solo entre estos sectores se emplea alrededor del 70% de la PEA de todo el distrito de Pitumarca. Para sustentar la economía local, existen diferentes tipos de cultivos, pastizales, bosques y ganado, dentro de los 736 km2 de extensión de la cuenca. Actualmente los procesos erosivos merman la capacidad productiva del suelo, generando un impacto directo en la economía local. Las características de la cuenca, como la orografía accidentada y los factores climáticos anómalos, incrementan la producción de sedimentos dentro de la cuenca. Ello, sumado a otros factores como: una pobre cobertura vegetal, un suelo susceptible a la erosión y el uso inadecuado del suelo, pueden generar catástrofes ambientales y económicas. La generación de un modelo hidrológico, capaz de ubicar y medir el grado de erosión en la cuenca, mediante el uso de la herramienta SWAT, calculará el volumen de pérdida de suelo por hectárea y por año. La calibración y validación del modelo, mediante el uso de la herramienta SWAT-Cup, calculará la eficiencia del modelo, lográndose así generar un buen rendimiento en las simulaciones. Para la elaboración del modelo fue necesario el registro de datos climáticos e hidrológicos, para completar los datos climáticos faltantes, se usaron redes neuronales junto con el uso del producto PISCO. Luego se interpolaron valores, para obtener estaciones simuladas dentro de la cuenca, con los que se elaboró una base de datos climáticos, usando Microsoft Access, usada para el modelo hidrológico. Además es necesario, también, imágenes satelitales y el uso de algún sistema de información geográfico (SIG). Los DEM fueron extraídos de la página del USGS y se usó programa QGIS. Con el uso del modelo, se ubican las zonas con un alto grado de erosión y a partir de ello, se proponen medidas de mitigación según sea las características de las zonas, tales como: reforestación, estructuras hidráulicas, tecnificación de cultivos, etc. Estas medidas, contemplan, además, el fomento del desarrollo local, mejorando la competitividad y crecimiento del distrito.