Propuesta Innovadora Y Sostenible DE Proyectos DE Sostenimiento DE Taludes PDF

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FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILTítulo:“Propuesta sostenible en la reutilización de neumáticos para la construcción de muros de contención en el Distrito de Lajas, Chota 2021.”Autor: Cieza Barboza, Dennis Stalin (0000-0003-3401-8391) Paucar Sobrado, Ebert Emerson (0000-0...

Description

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Título: “Propuesta sostenible en la reutilización de neumáticos para la construcción de muros de contención en el Distrito de Lajas, Chota 2021.”

Autor: Cieza Barboza, Dennis Stalin (0000-0003-3401-8391) Paucar Sobrado, Ebert Emerson (0000-0002-0654-02471) Rosas Ludeña, Rocío del Pilar (0000-0002-2047-3900) Asesor: Mg. Rodríguez Rojas, Ronald

Línea de Investigación: Diseño Sísmico y Estructural

Lima-Perú 2021-II INDICE

I.

INTRODUCCION...............................................................................................................................3 OBJETIVOS...........................................................................................................................................6 OBJETIVO GENERAL.........................................................................................................................6 OBJETIVOS ESPECIFICOS..................................................................................................................6 Contribución a los “Objetivos de Desarrollo Sostenible”.................................................................7 JUSTIFICACION.................................................................................................................................8

I.

DESARROLLO...................................................................................................................................9 Estabilización de taludes con muro hecho de neumáticos..................................................................9 Métodos físicos.................................................................................................................................10 Diseño y Elaboración del proyecto....................................................................................................11

II.

CONCLUSIONES............................................................................................................................. 15

REFERENCIAS......................................................................................................................................... 16 ANEXOS................................................................................................................................................. 17

I.

INTRODUCCION

La inestabilidad de taludes es un problema habitual en diferentes territorios, al tener inestabilidad de taludes, se requieren soluciones para su estabilidad y sostenimiento, esto conlleva a la evaluación de diferentes métodos de análisis según el tipo de material existente en los taludes y con ello dar solución a la inestabilidad. Frecuentemente, cuando se estudia un proyecto de estabilización de taludes, se piensa en el uso de estructuras de contención, ya sea muros de contención, tierra armada, gaviones, entre otros. Estas estructuras se construyen principalmente con materiales como: acero, concreto, geomallas, mallas soldadas, etc. Para el desarrollo del presente tema de investigación denominado propuestas innovadoras y sostenibles de proyectos de sostenimiento de taludes, lo cual se desarrollará en el Distrito de Lajas, Provincia de Chota, Departamento de Cajamarca, dicha zona cuenta con una población de 13 400 habitantes, para llegar a dicho distrito se toma la carretera longitudinal de la sierra, este tramo está sujeta a problemas de inestabilidad de taludes ya sea por corte de cerros para construcción de autopistas o formaciones geológicas, los beneficiarios con este proyecto son los pobladores que viven cerca a este tramo de carretera y también la población misma del distrito ya que muchas veces por las lluvias, los deslizamientos hacen que la vía se cierre por varios días. El contenido del presente informe no realiza ningún estudio de mercado ya que se trata de una propuesta de innovación con el fin de beneficiar a la población con lo cual posteriormente se espera tener un análisis profundo y su mejora. El presente informe tiene por finalidad contribuir a aportar una solución para la problemática presentada que es el sostenimiento de taludes mediante métodos innovadores y sostenibles

GENERO N°

APELLIDOS Y NOMBRES

1 SOTO TAFUR GALY 2 DELGADO TAFUR NOEMI 3 ROJAS HUANAMBAL WILTON

EDAD 22 22 38

F

M

X X X

DNI

TELEFONO CELULAR

INSTITUCION ORGANIZACIÓN O PERSONA NATURAL

74856016 927975490 PERSONA NATURAL 75580030 929480962 PERSONA NATURAL 44528064 939663581 PERSONA NATURAL

Antecedentes (Sackschewski Chapman, 2017). Soluciones para la estabilidad de taludes de la carretera Canta –Huayllay entre las progresivas del km 102 al km 110. Concluye que “Los problemas de inestabilidad de taludes en los sectores del km 112 al km 110 son generados por la ejecución de excavaciones inadecuadas para los materiales que conforman el terreno, las condiciones desfavorables de las discontinuidades, y la influencia de las filtraciones de agua hacia las laderas y taludes, teniendo en cuenta que en muchos casos se trata de antiguos deslizamientos que se encontraban temporalmente estabilizados.” (Valeriano Nina, 2015). En su tesis “Métodos para el análisis de estabilidad de taludes en roca y su interacción en el cerro Espinal Juliaca”. Concluye. “La valoración geotécnica por RQD, RMR, GSI indican que el macizo rocoso presente es de regular a buena calidad, también se determinaron parámetros geotécnicos con el criterio de resistencia generalizado de Hoek – Brown – Diederichs para macizos rocosos y criterio de resistencia de Barton – Bandis y Mohr – Coulomb para estructuras de discontinuidades, los cuales sirvieron como datos de entrada para los análisis de estabilidad realizados. Los análisis de estabilidad con diferentes métodos muestran muy claramente que el talud del cerro Espinal se encuentra estable en condiciones estáticas y pseudoestáticas ya que presentan factores de seguridad mayores a 1.2” (SAYÃO et al. 1997). El problema ambiental que genera la mala disposición de neumáticos en la ciudad de Rio de Janeiro (Brasil) se puede solucionar al usar este residuo como material de construcción de muros de contención. Para ello es necesario tener en cuenta las propiedades físicas y mecánicas del material, así como el hecho que el muro debe resistir presiones laterales, su propio peso, volcamiento y deslizamiento. En esta investigación los autores construyeron un muro de 4 secciones con diferentes distribuciones de neumáticos y dos tipos de amarres. Los neumáticos se usaron completos y sin una cara lateral para comprobar su efecto en la estabilidad del muro. Sobre el muro se colocaron 2m de suelo local, se instalaron

inclinómetros en la parte frontal y posterior para medir desplazamientos y celdas de presión en la parte posterior como se muestra en la Figura 1.

Según los autores en este muro se observó que los desplazamientos horizontales y verticales que se registraron fueron valores en rangos razonables. La estructura hecha con neumáticos resulto más flexible que un muro convencional, pero aun así logro resistir las condiciones. Los neumáticos que se usaron eran del mismo diámetro, esto debido a que la uniformidad permite mejor transferencia de cargas. Así se aprovecha un material del que es difícil y costoso disponer de manera adecuada. Por otra parte, POH, et al. (1995) usaron una combinación de geotextil y muro con neumáticos para estabilizar un talud. Para este estudio tuvieron en cuenta que el método podrá frenar la erosión producida en un talud que se encuentra cerca de una torre de señal telefónica, el muro de neumáticos es de fácil construcción y bajo costo, al ser un muro de contención debe resistir lo mismo que los muros hechos de material común, se utilizaron neumáticos para la protección de la parte del geotextil de las interacciones atmosféricas incluyendo la degradación ultravioleta.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Formular propuestas innovadoras y sostenibles de proyectos de sostenimiento de taludes en el Distrito de Lajas, Provincia de Chota OBJETIVOS ESPECIFICOS Elaborar la propuesta de implementación del muro de neumáticos en los taludes presente en la vía principal del Distrito de Lajas, Provincia de Chota Proteger terrenos inclinados. Prevenir la erosión, deterioro y colapso de la pendiente

Contribución a los “Objetivos de Desarrollo Sostenible”. Dado que se trata de un proyecto con objeto social y de inversión pública, contribuye con dos Objetivos de Desarrollo Sostenible propuestos por la Organización de Naciones Unidas (ONU®). Los objetivos pueden ser consultados en la Figura 3. El primero de estos es el Objetivo 8, que habla de “Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo y el trabajo decente para todos” (ONU, 2017) La contribución con este objetivo está dada por la intención de mejorar las condiciones de transporte de los productos fruto de la tierra agrícola, donde al tener facilidad de desplazamiento se reducen los costos por parte de los transportadores y se aumentan las posibilidades de comercializar dichos productos. La segunda contribución está dada en el Objetivo 11: “Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles”, al reducir los costos generados a la administración municipal a causa de los eventos logísticos para el levantamiento de derrumbes y desplazamientos de tierra, así como las constantes reparaciones a la que debe ser sometida la vía de acceso en la Provincia de Chota.

JUSTIFICACION

Para seleccionar el tipo de estructura de contención que se va a usar en una obra civil es necesario tener en cuenta los siguientes factores: localización del muro, altura de la estructura propuesta, topografía resultante, condiciones del terreno y nivel freático, cantidad de movimiento del terreno aceptable durante la construcción y la vida útil de la estructura, el efecto del movimiento en estructuras vecinas o redes de servicios públicos, disponibilidad de materiales, tiempo disponible para la construcción, apariencia, vida útil y mantenimiento (SUAREZ, 1998). En este informe, se revisará el estado del arte de una técnica para la estabilización de taludes con neumáticos reciclados. Este residuo genera contaminación visual al ser dispuesto en lugares prohibidos como cuerpos de agua, predios baldíos, rellenos sanitarios, entre otros. En caso de apilar el material este se convierte en un riesgo por diferentes razones, por ejemplo, por su composición física el material es susceptible a ser quemado por personas que quieran extraer el metal presente en los neumáticos como ya ocurrió en la localidad de Fontibón en dos ocasiones (EL TIEMPO, 2015). Los neumáticos mal dispuestos se convierten en hogar de diferentes especies animales transmisoras de enfermedades como mosquitos y roedores. Adicionalmente la fabricación de los neumáticos produce un alto gasto de energía que no sería en vano si se recicla el material; en algunos países desarrollados lo reutilizan para generar diferentes productos como polvo de caucho para pavimentos (WEISS et. al. 2007), para aligerar terraplenes (READ et al. 1991), para mejoramiento de suelo arcillosos (BINOD et al. 2014), como material de drenaje (REDDY y MARELLA, 2001) Debido a las propiedades físicas y mecánicas de este material, uno de los usos que se le puede dar se encuentra en el campo de la construcción como material principal para estructuras de estabilización. De ser aplicable el método de neumáticos para estabilización de taludes, este presentará un ahorro económico significativo a la hora de desarrollar una obra, ya

que una de las ventajas de este método es el ahorro en la adquisición de materiales de construcción.

I.

DESARROLLO

Estabilización de taludes con muro hecho de neumáticos. Esta clase de muro consiste en el uso de neumáticos rellenos de suelo unidos entre sí por sogas de refuerzo o ganchos metálicos. Generalmente, se utilizan sogas de polipropileno y se conoce de la utilización de elementos metálicos en su construcción; generalmente el análisis interno de los muros con llantas es homólogo al de un muro de tierra armada. Tanto los elementos de anclaje como los de retención superficial del suelo son construidos con neumáticos usados. Varios de los neumáticos en la superficie del talud están conectados por medio de sogas de acuerdo a una determinada distribución como se observa en la Figura 5. Como los neumáticos en la superficie están conectados a los neumáticos de anclaje, se genera una fuerza de acción en la soga que las conecta. Si este refuerzo es lo suficientemente fuerte para no fallar a tensión y la resistencia de la extracción del neumático es mayor que la fuerza de fricción, entonces la estructura permanecerá estable (CLARA, 2009).

Métodos físicos A continuación, se presentan lo métodos de reciclaje por métodos físicos:  Trituración criogénica: Este método necesita unas instalaciones muy complejas lo que lo hace poco rentable económicamente, adicionalmente el mantenimiento de la maquinaria y del proceso es difícil. La baja calidad de los productos obtenidos y la dificultad material y económica para purificar y separar el caucho y el metal entre sí y de los materiales textiles que forman el neumático, provoca que este sistema sea poco recomendable.  Pisos de canchas deportivas al agregar neumáticos triturados.

Diseño y Elaboración del proyecto

Proceso de construcción. El muro debe ser construido de acuerdo al siguiente proceso constructivo, cuya ilustración está en la figura 6. 1) Debe limpiarse y perfilar la superficie 2) En la primera fila de neumáticos se coloca en el suelo, de forma alienada horizontal 3) Se colocan tres filas dispuestas de forma ortorrómbica. 4) Se unen o atan los neumáticos para evitar algún sedimento, para los cuales se debe usar alambre galvanizado. 5) En el interior de los neumáticos se le agrega piedras y suelo procediendo a compactarlas con ayuda de un compactador. 6) Se procede a colocar la siguiente fila de neumáticos dejando un espacio alrededor de 3cm de la anterior. 7) El proceso se repite colocando relleno y compactarlo a la vez hasta llegar a la última fila. 8) Se pone la capa de suelo de 2m de altura en la parte superior del muro.

Figura 6 (Proceso de construcción de muro de neumáticos)

Mantenimiento Cada año al finalizar la temporada de lluvia, es importante revisar los puntos expuestos abajo y de ser necesario darles el mantenimiento requerido. 1) Revisar que las llantas no se hayan dislocado de posición. 2) Revisar que los cimientos no hayan recibido daños ocasionados por el agua. 3) Revisar que el relleno de atrás de las llantas no tengan nada irregular. 4) Revisar que el suelo cemento dentro de las llantas no esté lavando.

Cantidad de Materiales

Figura 7 (Cantidad de Materiales)

II.

CONCLUSIONES

Con el uso de este material, se puede reducir el impacto ambiental ya que al implementar el uso de neumáticos, puede reducir el riesgo de contaminación ambiental al quemarlas. Con los cálculos realizados para la construcción de muros de contención con neumáticos, además de adicionarle relleno compactado se observa que su soporte es adecuado al tipo de zona de talud, por lo que no existiría riesgo de volteo. Por las características de construcción y los materiales que se requieren los muros hechos con neumáticos usados representan una solución al problema ambiental que representa su disposición, ya que también se le puede agregar una mejor vista colocando plantas sobre ellas. Se les brindó a los pobladores de la comunidad conocimientos básicos en el aprovechamiento de este tipo de material reciclable e implementación de las alternativas de construcción. Facilidad de construcción, donde la población puede ser partícipe de su construcción.

REFERENCIAS SAYÃO, Alberto; GERSCOVICH, Denise; MEDEIROS, Luciano; SIERRA, Ana. Scarp —an attractive material for gravity retaining walls and soil reinforcement. Rio de Janeiro, Jouernal Of Soil Waste Technology & Management, 1997. ONU,

O.

N.

(2017).

http://www.un.org.

Obtenido

de

http://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/ Organización de Naciones Unidas. (01 de Junio de 2015). Objetivos de Desarrollo Sostenible . Obtenido de http://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-dedesarrollosostenible/ Valeriano Nina, F. A. (2015). Tesis “Caracterización Geotécnica y Modos de Falla Estructural en el Talud en el Cerro espinal Juliaca”. Universidad Nacional del Altiplano. (Puno).

ANEXOS...