Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Estudio de prefactibilidad de una planta productora de puntales metálicos para proyectos de construcción inmobiliaria en la provincia de Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-03) Loayza Pizarro, Jose Andres; Saavedra López, Carlos PedroEl presente proyecto de inversión evalúa la prefactibilidad para implementar, en el año 2023, una planta industrial metalmecánica en la región de Lima, país Perú; orientada a la producción de puntales metálicos telescópicos de 3 metros para construcciones inmobiliarias, con capacidad de operar óptimamente durante al menos los cinco primeros años. Los puntales metálicos son herramientas de acero que se utilizan como soporte vertical de encofrados horizontales para el vaciado de concreto con la finalidad de formar las estructuras superiores en proyectos de construcción. Los encofrados son la estructura que permiten contener las cargas de los insumos en el concreto hasta que la mezcla pueda sostenerse por sí mismo; además sirven para moldear la forma y dimensiones de la mezcla. En el capítulo de estudio de mercado se realizó la investigación del nivel de transacciones en el mercado peruano, sobre las unidades de compra y venta de puntales metálicos orientados para el uso en proyectos de construcción de inmobiliarias; estos datos se complementaron con la capacidad actual de las empresas ofertantes y el nivel de variación mensual y anual en las ventas de puntales en los últimos 8 años. Con el análisis de la información mencionada, en el presente proyecto se proyectará a cubrir el 10,0% del mercado insatisfecho al finalizar los primeros cinco años de estudio e iniciar el proyecto con un porcentaje de participación de acuerdo al pronóstico de crecimiento durante los primeros cinco años de creada la planta industrial; esto representa la producción y venta de puntales metálicos de 716 unidades al mes durante el primer año y de 1.684 unidades de puntales al mes durante el quinto año de estudio. El precio definido para la comercialización de los puntales metálicos es de 165 soles, nuestros canales de venta empleados son los medios digitales y la estrategia de la distribución de venta es en las instalaciones del cliente final. En el capítulo de análisis de localización y distribución de la planta industrial, se aplica el método Brown y Gibson, en el cual se consideran factores objetivos y subjetivos para determinar la mejor ubicación de la planta productora de puntales, además de realizar los cálculos de dimensiones, según la distribución física y capacidad de productos en proceso; se obtuvo como la mejor opción, actualmente, al distrito de Lurín, Rinconada de Puruhuay; ubicación donde se realizarán las actividades de manufactura, con un espacio de 564 m2 y con la posibilidad de ampliación por linderos colindantes. En el capítulo de Ingeniería se presenta las características técnicas, la normativas y especificaciones de calidad que rigen para la producción de puntales metálicos, los procesos de fabricación y el cálculo de capacidad que permita cumplir con el nivel de requerimientos de producción. El nivel de capacidad de operación para el lanzamiento del primer año del proyecto es de 52% con una producción de 8.590 puntales al año sobre un máximo de 16.570 puntales al año. Esto permite el funcionamiento de la planta por los cuatro primeros años, para el quinto año se realiza una ampliación por tercerización de la actividad cuello de botella identificada, permitiéndonos incrementar la capacidad para satisfacer la demanda de 20.205 puntales que se proyecta para el quinto año. En el capítulo de Inversiones y Financiamiento se expresa la formulación y procedimiento para la constitución de la planta industrial. El proyecto se constituye con dos socios, con un aporte individual de 53 mil dólares y un financiamiento de 330 mil soles a una tasa de 25,6% realizada en el banco BBVA durante 5 años. En el capítulo de Evaluación Financiera, se realizó el estudio de la organización y el análisis de presupuestos de ingresos y egresos para los primeros cinco años de evaluación del proyecto. El costo de oportunidad de capital de los inversionistas es de 30%, comparado con otra alternativa de similar riesgo. Los análisis de los estados financieros indican un VANE de 1.177,171 soles y un VANF de 1.438,795 soles con un periodo de recuperación de 1 año y 2 meses, demostrando que el proyecto, cumplen con los estándares y capacidad para su viabilidad durante los primeros cinco años de funcionamiento.Ítem Desconocido Desarrollo de materiales para construcción aditiva a base de tierra estabilizada con polímeros disueltos en agua(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-10) Ñañez Azaña, Robert Erick; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLa industria de la construcción con cemento satisface las principales necesidades de la sociedad: vivienda, salud, transporte, educación, etc. Sin embargo, la producción industrial de cemento es altamente contaminante, representa cerca del 5% de las emisiones globales anuales de CO2. Por otro lado, la construcción con tierra ha sido empleada por las antiguas civilizaciones y actualmente se muestra como una alternativa sostenible y ecoamigable, ya que es un material económico, de fácil disponibilidad, que requiere poco procesamiento, es buen aislante térmico y permite controlar la humedad. A pesar de ello, la construcción con tierra suele tener poca resistencia mecánica y poca durabilidad frente a la erosión por agua. Para contrarrestar estos problemas, se pueden usar aditivos estabilizantes, como soluciones de biopolímeros como la quitosana o el alginato, y fibras naturales como las de sisal. La quitosana es un biopolímero derivado de la quitina, un polisacárido estructural que principalmente se extrae del caparazón de crustáceos. La quitosana es un copolímero compuesto de unidades de N-acetil-β-D-glucosamina y β-D-glucosamina, cuya proporción define el grado de desacetilación. El alginato, que se extrae de las algas pardas, es otro copolímero lineal, compuesto de unidades de β-D-manuronato y α-L-guluronato. Las fibras de sisal se extraen de la especie Agave sisalana. La solución acuosa de quitosana, la solución acuosa de alginato, y las fibras de sisal se emplearon como estabilizantes de las matrices de tierra en esta investigación. En este trabajo se desarrollaron matrices a base de suelo, solución de polímero y fibras de sisal que extruyan por un sistema de impresión 3D en estado fresco y que posean buena resistencia mecánica y durabilidad en estado endurecido. Se caracterizaron el suelo, la quitosana, el alginato y las fibras de sisal. Luego, se desarrollaron las dosificaciones óptimas de las matrices por extrusión con manga de repostería evaluando la calidad de los filamentos y el grado de contracción lineal durante el secado. Las matrices optimizadas fueron SF24, SQF29 (2%), SQF29 (3%) y SAF24 (2%). Se evaluó la resistencia mecánica y la durabilidad de estos filamentos en estado endurecido. Las matrices SQF29 (3%) y SAF24 (2%) mostraron una buena resistencia mecánica de 3,44 MPa y 2,95 MPa, respectivamente; mientras que las matrices SQF29 (2%) y SQF29 (3%) mostraron una buena durabilidad frente al agua en los ensayos de inmersión, permeabilidad y erosión acelerada. Finalmente, las matrices desarrolladas se validaron mediante el sistema de impresión 3D a escala mediana lográndose imprimir columnas pequeñas con diseños de flor con la matriz SF24 y torres cuadradas pequeñas con la matriz SQF29 (3%).Ítem Desconocido Alternativas de materiales de tuberías forzadas para la pequeña Central Hidroeléctrica Mantaro(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-02) Delgado Mansilla, Juan Alvaro; Rosas Barturen, Miluska AnthuannetEn la zona andina del Perú se viene incentivando la construcción de pequeñas centrales hidroeléctricas como medida ante la falta de redes de conexión eléctrica convencionales, aprovechando el gran potencial de generación energética de una región rica en recursos naturales renovables. A pesar del apoyo del gobierno para el financiamiento de este tipo de proyectos, la limitada información con la que se cuenta orientada a maximizar los beneficios de la inversión es actualmente un problema que acarrea la industria eléctrica nacional. En esta investigación se busca identificar el material de construcción para tuberías forzadas en pequeñas centrales hidroeléctricas que optimice los procesos de construcción y producción de energía, mediante un enfoque económico. El caso de estudio propuesto para el análisis corresponde a la pequeña central hidroeléctrica Mantaro, en el departamento de Huancavelica. La metodología expuesta a continuación se basa en la determinación del diseño óptimo de las tuberías forzadas para cada uno de los materiales propuestos (acero, refuerzo con fibra de vidrio y polietileno de alta densidad) y los costos relacionados a la construcción de las tuberías y energía producida en la planta. Los resultados de la investigación sentarán un precedente sobre el desempeño de distintos materiales de tuberías forzadas en centrales hidroeléctricas de características similares, facilitando la toma de decisiones al momento de elegir una alternativa que permita el aprovechamiento de la central de manera eficaz y se traduzca en un mayor ahorro de capital.Ítem Texto completo enlazado Optimization of the alkaline treatment for Agave americana fiber and its influence on the mechanical properties of fly ash-based geopolymer(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-25) Rojas Clemente, Shirley Melanie; Kim de Aguilar, Suyeon; Aguilar Vélez, RafaelGeopolymers are good alternatives for replacing ordinary Portland cement (OPC) due to their comparable properties and feasibility to be obtained from industrial by-products. As OPC, geopolymers have superior compressive strength but a brittle behavior that the addition of fibers can improve. When the first macrocrack appears, fibers develop bridging mechanisms to allow the proper distribution of loads, so the composite can enable multiple cracks and enhance its ductility. At present, a wide range of materials can be used to reinforce cementitious matrices, from synthetics such as steel, glass, carbon, and polypropylene to natural fibers such as cotton, sweet sorghum, oil palm, coir, jute, sisal, flax, bamboo, etc. Natural fibers are among the most accepted resources to reinforce composites because they are biodegradable, renewable and generally, have a less environmental impact than their synthetic counterparts. They have low density and specific mechanical properties comparable to fibers made of glass, making them materials with a good performance-price ratio. However, their high variability of properties and hydrophilic behavior can create issues when reinforcing a matrix. Chemical treatments are used to clean chemical compounds that do not contribute to the fiber strength and favor moisture absorption. After treatment, the fiber surface increases its roughness which enhances the interlocking within the composite. This thesis investigates the mechanical properties of Agave americana fibers obtained by beating and boiling the leaves. The fibers were subjected at 1%, 5%, and 20% NaOH concentrations over 0.5 hr, 1 hr, and 3 hr and tested to determine the tensile strength. The surfaces were also analyzed by scanning electron microscopy (SEM). After treatment, most of the fibers enhanced the tensile strength and strain and 1% NaOH concentration over 1 hr was chosen as the optimum condition. Then, fibers were treated at the optimum condition and added to the geopolymer mixture at different doses: 0.5%, 0.75%, and 1% by weight of fly ash. The geopolymers were tested at compressive, flexural, and splitting tensile loads at 7 days of age. The compressive strength increased by 12% at 0.75 (wt.%) and the modulus of elasticity in compression, 13% at 1% (wt.%). Also, the tensile strength increased by 36% at 1 (wt.%). However, the flexural strength decreased probably due to the fiber length. Still, further studies are needed to understand the influence of the fiber length on the mechanical properties of geopolymers. Finally, the SEM analysis was conducted to identify the fiber failure modes.Ítem Texto completo enlazado Geopolímeros en la industria de la construcción: aplicaciones con ceniza volante y puzolana natural(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-06) Salirrosas Tanta, Jorge Anderson; Kim De Aguilar, SuyeonEl incremento en la demanda de materiales de construcción y su producción desmesurada ocasiona un aumento en la generación de contaminantes. Por tal motivo, para reducir estas emisiones se realizan estudios e investigaciones de materiales alternativos que ocasionen menos contaminación. La presente tesis aborda el tema de desarrollo de los geopolímeros como una alternativa al cemento ordinario Portland. Para cumplir con el tema, se inició con una revisión de los conceptos generales de los geopolímeros: A qué se le denomina geopolímero y cuál es su proceso de producción, el material precursor y el agente activador en la producción y cómo están compuestos, y una descripción de los precursores empleados en la investigación. Luego de la revisión bibliográfica, la investigación se separa en dos partes definidas por el material precursor utilizado en la producción del geopolímero: Ceniza volante y puzolana natural. La primera parte consistió en la caracterización del geopolímero a base de ceniza volante para entender la producción de los geopolímeros. La caracterización consistió en obtener la dosificación con la cual se obtiene la mayor resistencia a compresión posible. La dosificación resultante fue MS=1.00, Na2O=8%, w/b=0.26 y curado a 80°C durante 7 días, con lo que se obtiene una resistencia a compresión igual a 34.01 MPa. La segunda parte consistió en el desarrollo de un bloque de construcción utilizando un mortero de geopolímero ligero en base a puzolana natural y fibra natural. El bloque obtenido alcanzó una resistencia de 5.3 y 5.7 MPa a 7 y 28 días, respectivamente. Adicionalmente, se realizó ensayos de durabilidad bajo condiciones agresivas, estos ensayos mostraron un buen comportamiento de los bloques frente a la acción del fuego, altas temperaturas y agua. El estudio realizado demuestra la factibilidad de emplear los geopolímeros en la construcción.Ítem Texto completo enlazado Mejora de la eficiencia en obra por medio de la tecnología del concreto en proyectos de vivienda económica masiva(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-03) Barreda Baca, Carlos Alberto; Ginocchio Celi, Juan FranciscoLa elaboración de concreto para obras de vivienda masiva en el Perú es abastecida principalmente por empresas de premezclado. Generalmente, esto se debe a la falta de conocimiento técnico del manejo de este material en obra para vaciados complejos, el espacio dentro del proyecto para colocar una planta dosificadora o al sistema constructivo que se utiliza. La utilización de concreto premezclado, que si bien en la mayoría de los casos es de muy buena calidad, no permite optimizaciones de insumos ni la elaboración de un concreto a la medida de la necesidad del cliente día a día. El objetivo general de esta tesis es demostrar las mejoras en la eficiencia que se pueden realizar en obra a través de un buen manejo y conocimiento de la tecnología del concreto; y la práctica de buenos procesos constructivos. Estas mejoras están aplicadas en dos proyectos de vivienda económica masiva construidos bajo el sistema estructural de muros de ductilidad limitada, que fabrican su propio concreto en obra mediante una planta dosificadora. En la etapa inicial se evalúan los diferentes tipos y marcas de cemento ofrecidos en el mercado para poder elegir el adecuado, según los requerimientos de exposición, ubicación del proyecto y resistencia requerida en el diseño estructural. Con los cementos que satisfacen estas condiciones, se realizan ensayos de resistencia para poder determinar el cemento con mayor eficiencia y que proporciona los mejores resultados de resistencia temprana. Luego, para poder reducir costos, se realiza un proceso de estandarización de agregados con los cuales se pueden diseñar mezclas con resultados más confiables. Estos diseños de mezcla son ensayados en cada frente de vaciado y se disminuye periódicamente la cantidad de cemento utilizada en el diseño. Finalmente se presentan los resultados de la mejora en términos de costos y de cantidad de material optimizado durante el proceso.Ítem Texto completo enlazado Desperdicio de materiales en obras de construcción civil: métodos de medición y control(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-07) Galarza Meza, Marco PauloLa gran competitividad que existe en la actualidad en el rubro de la construcción civil obliga a las empresas pertenecientes a esta industria a buscar optimizar al máximo sus procesos, logrando la mayor productividad posible en el uso de sus recursos. En la actualidad uno de los recursos más controlados por los responsables de los proyectos es la mano de obra, existe una gran cantidad de herramientas y metodologías difundidas con la finalidad de mejorar la productividad de este recurso (cartas balance, medición de nivel general de actividad, etc.), sin embargo, se deja de lado la oportunidad de mejorar la eficiencia en el uso de otros recursos como son los materiales, equipos o subcontratos. Los materiales pueden llegar a representar cerca del 30% del costo de un proyecto y sin embargo, en muchos casos las empresas solo realizan verificaciones mensuales del estado de sus consumos de materiales para las partidas de control, las cuales están a cargo de los jefes de almacén quienes le dedican poco o nulo análisis al tema de la productividad de los recursos. El presente trabajo presenta la realidad de los consumos de materiales en dos obras de edificación peruanas, relacionando los principales datos encontrados a estudios realizados al respecto en otros países como el Reino Unido, Estados Unidos o Brazil y desarrolla todo el proceso de mejora de productividad desde la recopilación de datos, análisis de la información, pasando por las posibles intervenciones para mejorar los procesos hasta la verificación final de los mismos. Esta investigación se centra en dos objetivos principales, reducción del costo de consumo de los materiales y reducción de los residuos sólidos de construcción generados por las obras, para esto se tomo la decisión de llevar el control de materiales significativos por el costo que representan para el proyecto (acero y concreto) y los que involucran una gran generación de desmonte (mortero, albañilería). Para los materiales seleccionados se establecen controles de consumo y se analizan las tendencias de los indicadores conforme los encargados del proyecto van tomando medidas de mejora, modificando procesos o tecnologías. Paralelamente se mantiene un indicador de la generación de residuos sólidos por parte de la obra el cual también se va alterando conforme los ingenieros encargados marcan los lineamientos del proyecto al respecto. Todas estas mediciones y controles se efectuaron a lo algo de los proyectos y se llegaron a incorporar al sistema de gestión de la obra, generando beneficios reconocidos por la empresa constructora encargada de la ejecución.