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Editorial

A nombre de la comunidad universitaria de la Facultad de Ingeniería Civil, me es grato presentar el primer número de la “Revista de la Facultad de Ingeniería Civil” en su nueva etapa de publicación. Estando la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo catalogada como una de las mejores diez Universidades públicas del país, siendo la Facultad de Ingeniería Civil una de las primeras Escuelas de ingeniería del país, así como también una de las primeras Escuelas de nuestra Universidad , motivo por el cuál en este mes de febrero de 2012 se celebra el aniversario número 82; aunado a que el programa de estudios de Licenciatura cuenta con la acreditación, otorgada por el Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería (CACEI, A.C), como un programa de calidad y que los tres programas educativos de nivel posgrado están dentro del Padrón Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) del Conacyt, resulta difícil imaginar un momento más propicio para retomar el tan importante proyecto de difusión del conocimiento y avances en la Ingeniería Civil, a través del establecimiento de un canal de proyección de las actividades y avances en investigación que realizan los profesores de nuestra Facultad.

Este canal de difusión promete ser un excelente medio, que llegue a la comunidad estudiantil, a los profesores, a los investigadores, a los profesionistas de la Ingeniería y, en general, al público interesado en el quehacer de la Ingeniería Civil.

En este primer número, se cuenta con la participación de los departamentos de Vías Terrestres, Estructuras y Construcción, tres de los nueve departamentos académicos de la Facultad, quienes abordan temas relativos al Diseño de concreto asfáltico con materiales pétreos de la región de Zitácuaro, Mich., las observaciones del comportamiento de edificaciones durante el sismo de febrero de 2010 en Chile, la Dirección de proyectos a través de consultorías y la evaluación de un Disipador para el Diseño Sismoresistente de Estructuras.

En particular, estoy seguro que esta publicación, sin lugar a dudas, impactará favorablemente a la Facultad, por un lado, motivará a los profesores a dar a conocer su quehacer en la investigación, y por otro, servirá de motivación a nuestra comunidad estudiantil, para ser mejores estudiantes y desarrollar con éxito su futura profesión.

Atentamente

M. en C. Joaquín Contreras López

Director de la Facultad de Ingeniería Civil

Contenido

Diseño de concreto asfáltico con materiales pétreos de los bancos “Los Nogales” y “Mina La Esperanza” en la región de Zitácuaro, Michoacán

Comportamiento observado en edificaciones durante el gran terremoto de Maule, Chile, (Mw=8.8) del 27 de febrero de 2010

La Dirección Integrada por Proyectos en su proceso de perfeccionamiento a través de las consultorías y el proyecto de cambio

Un Disipador Shear-Link para Diseño Sismorresistente de Estructuras

Directorio

Dr. Salvador Jara GuerreroRector

Dr. Egberto Bedolla BecerrilSecretario General

Dr. José Gerardo Tinoco RuízSecretario Académico

Mtro. Carlos Salvador Rodríguez CamarenaSecretario Administrativo

M.C. Joaquín Contreras LópezDirector

M.I. Tarsicio Audifred Hurtado SolórzanoSecretario Académico

M. A. Enrique Villalobos VelázquezSecretario Administrativo

Comité editorial de éste número:

M.A. Ramiro Silva Orozco

Dr. Jorge Ruíz García

Dr. Francisco Hurtado Soto

Revista Facultad de Ingeniería CivilNo. 1, Febrero-Mayo 2012

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Diseño de concreto asfáltico con materiales pétreos de los bancos “Los Nogales” y “Mina La Esperanza” en la región de Zitácuaro, Michoacán

Efraín Márquez López, Mario Salazar Amaya, J. Alejandro Chávez Cárdenas.

Profesores de la Facultad de Ingeniería Civil de la UMSNHResumen

El frecuente problema de adherencia (adhesividad - afinidad) entre los materiales asfálticos y pétreos en la elaboración de mezclas asfálticas, carpetas de riego o tratamientos superficiales y bases hidráulicas (bases negras).Esto obliga al ingeniero constructor de vías terrestres a llevar en forma sistemática un control de calidad en las propiedades de los asfaltos y los materiales pétreos. El objetivo principal de éste trabajo es determinar cual es el comportamiento a largo plazo de un concreto asfáltico, empleando como ligante al cemento asfáltico AC-20 y agregado pétreo de origen volcánico de dos bancos de material ubicados en la región de Zitácuaro Michoacán. Se presenta la caracterización de cada uno de los materiales que formarán las mezclas asfálticas y los resultados de las pruebas de laboratorio realizadas, tanto al agregado pétreo como al cemento asfáltico del tipo AC-20. Se determina el contenido mínimo de material asfáltico necesario paraqué a partir del contenido mínimo se determine el contenido óptimo de asfalto para cada una de las mezclas con que se elaboraron los especímenes y su posterior ensaye. Se muestran los resultados comparativos entre la mezcla asfáltica con material volcánico en su totalidad y la mezcla asfáltica con grava triturada y material volcánico.

I). Características mecánicas del agregado mineral

A).- Banco Los Nogales

A.I. Información geofisiográfica

El banco se localiza al noreste del estado de Michoacán, a una altura de 2,080 msnm, tomando la carretera Maravatio - Ciudad Hidalgo y desviándose hacia la izquierda en el Km. 16+500 tomando la brecha hacia el banco aproximadamente 1km.

Fig. 1 Localización del banco Los Nogales.

El banco cuenta en sus betas con materiales de origen volcánico basaltico los cuales pueden servir para formar las diferentes capas de la estructura de un camino: bases, sub bases, sub rasante (filtro), así como carpeta asfáltica en caliente y en frió.

Fig. 2 Material característico del banco Los Nogales.

A.II. Características del material pétreo del banco los nogales

La obtención de la muestra representativa para este estudio se tomó del banco que se localiza en el kilómetro 16+500 de la carretera MARAVATIO-CIUDAD HIDALGO desviación izquierda.

Revista Facultad de Ingeniería Civil No. 1, Febrero-Mayo 2012

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Los resultados del análisis granulométrico del material pétreo se indican a continuación.

Muestra seca = 14390.0 grs.

Tabla 1. Material retenido en la malla No. 4Malla No.

P e s o % % Retenido

% Q u e pasa l a

1 ½” ----- ----- ----- -----1” 504 3.5 3.5 96.5¾” 2072 14.4 17.9 82.1½” 1813 12.6 30.5 69.5

3/8” 1568 10.9 41.4 58.6¼” 2202 15.3 56.7 43.3

No 4 1079 7.5 64.2 35.8Pasa No 4

5152 35.8 - -

14390 100

Tabla 2. Material que pasa la malla No. 4Malla No.

Peso retenido parcial (grs.)

% Retenido parcial

%Retenido acumulativo

%Que pasa

la malla

10 80.4 14.4 78.6 21.420 30.1 5.4 84 16.040 25.7 4.6 88.6 11.460 15.6 2.8 91.4 8.6100 8.9 1.6 93 7.0200 9.5 1.7 94.7 5.3Pasa 200

29.8 5.3 100

SUMA 200.0 35.8

5,3 7 8,6 11,416 21,435,8

43,358,6

69,582,1

96,5100

0102030405060708090

100

0,0750,15 0,250,4250,85 2 4,75 6,3 9,5 12,5 19 25 37,5

%Q

UE

PA

SA

ABERTURA EN mm

GRAFICA DEL ANALISIS GRANULOMETRICO

F ig. 3 Granulometría obtenida con un proporcionamiento de 75% grava arena; 15% arena; 10% filler con materiales

extraídos del banco los nogales.

Además de la determinación de la composición granulométrica, para el material del banco Los Nogales, se realizaron las pruebas de calidad correspondientes.

Los resultados obtenidos, de las pruebas que se indican, se resumen en la tabla 3. Los procedi mientos de prueba que se llevaron a cabo para cada una de las pruebas señaladas, corresponden a lo que establece la Normativa para la Infraestructura del Transporte de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT). Igualmente se incluye en la tabla que se menciona, la especificación respectiva, lo cual permite verificar el cumplimiento o no de la calidad requerida.

Tabla 3. Resumen de resultados y especificaciones de las pruebas realizadas al material pétreo

PRUEBA RESULTADOPESO

VOLUMETRICO SECO SUELTO

1332 KG/M3NO EXISTE

NORMA

SE OBTUVO DE LA

ESPECIFICADA EN LA GRAFICA

DENSIDAD RELATIVA APARENTE

2.15 2.40(MINIMO)

ABSORCION 6.30DE

ACUERDO A LA

EQUIVALENTE DE ARENA

75.5 % 50 % (MINIMO)

CONTRACCION LINEAL

0 %NO EXISTE

NORMAFORMA DE LA

PARTICULA30 % 35 % (MAXIMO)

DESGASTE DE LOS ANGELES

31.46 % 30 % (MAXIMO)

AFINIDAD CON EL ASFALTO

10% 25 % (MAXIMO)

A.III Conclusiones con respecto a las características de calidad del material pétreo del banco los nogales

Tomando en cuenta que el material pétreo es de origen volcánico, este presenta una alta absorción y un bajo peso volumétrico. Se observa que la granulometría se ajusta


3

apretadamente con la zona en la grafica correspondiente para elaborar mezclas asfálticas. El peso volumétrico se puede considerara que es bajo. No cumple con la prueba abrasiva “desgaste de los Ángeles” por ser un material degradable y poroso. Igualmente no cumple con el parámetro de densidad relativa, por su poco peso. Se cuenta con una cantidad limitada de material en forma de laja y alargada.

Para las demás pruebas realizadas en el material pétreo cumple satisfactoriamente con las especificaciones correspondientes marcadas por la S.C.T.

B).-Banco “Mina La Esperanza”

B.I. Información geofisiográfica

Se encuentra localizado hacia el sureste del estado de México tomando la carretera Toluca – Tenango en el Km. 15+500 desviación derecha y avanzando un Km. De 4+500 se toma una brecha desviación izquierda aproximadamente 350 metros; cuya localización geográfica es la siguiente:

Fig. 4 Ubicación del banco Mina la Esperanza

El banco tiene material de origen volcánico; son basaltos que sirven para formar las capas de la estructura de un camino: bases, sub - bases, concreto premezclado y riegos de sello de carpeta asfáltica. Los espesores de las capas son rocas masivas de la edad terciaria superior, con facturación moderada y un intemperismo somero.

Fig. 5. Explotación del Banco Mina la Esperanza.

B.II. Características del material pétreo del banco “Mina La Esperanza”

Para determinar la calidad del material pétreo o agregado para este estudio, se realizaron las mismas pruebas que al banco los nogales y los resultados fueron los siguientes:

Tabla 4. Resumen de resultados y especificaciones de las pruebas realizadas al material pétreo

Prueba Resultado EspecificaciónPeso

volumétrico seco suelto

1420 kg/m3 No existe norma

GranulometríaSe obtuvo de

la granulometría obtenida

Especificada en la gráfica

(granulometría)

Densidad relativa aparente 2.42 2.40(Mínimo)

Absorción 3.16

De acuerdo a la especificación es una absorción

media

Equivalente de arena 75.5 % 50 %

(Mínimo)Contracción

lineal 0 % No existe norma

Forma de la partícula 30.0 % 35 % (Máximo)

Desgaste de los ángeles 21.40 % 30%(Máximo)

Afinidad con el asfalto 15% 25%(Máximo)


4

B.III. Conclusiones con respecto a las características de calidad del material pétreo del banco “Mina La Esperanza”

La granulometría casi cumple satisfactoriamente

con la grafica para elaborar mezclas asfálticas. El peso volumétrico, se puede considerar bueno; el material es más denso y presenta menos porosidad que el material analizado anteriormente. Cumple con la prueba abrasiva “desgaste de los Ángeles”; igualmente cumple con el parámetro de densidad. Se cuenta con una cantidad limitada de material en forma de laja y alargada. Las demás pruebas realizadas en el material pétreo cumplen satisfactoriamente con las especificaciones correspondientes marcadas por la S.C.T.

Comparación de resultados: Comparando los resultados de ambos bancos de material se observa y se determina que el material analizado del banco “Mina La Esperanza” presenta mejores características mecánicas que el material del banco “Los Nogales” para la realización de carpeta asfáltica en caliente cumpliendo con las normas vigentes de la S.C.T.

II. Características del cemento asfáltico AC-20

El tipo de cemento asfáltico que se ensayó fue el AC-20, por ser el más utilizado para la elaboración de carpeta asfáltica en caliente y por la ubicación de la zona geográfica donde se localiza el estado de Michoacán (zona 3), de acuerdo a la zonificación de la SCT.

Una vez realizadas las pruebas al Cemento Asfáltico, se comprobaron las características de calidad. En la tabla 5 se muestran los resultados de las pruebas realizadas al cemento asfáltico AC-20, así como los valores especificados por la S.C.T..

II.I. Conclusiones con respecto a la calidad del material asfáltico

Después de haber realizado todas las pruebas de laboratorio necesarias al Cemento Asfáltico AC-20, los resultados obtenidos de dichas pruebas requeridas para este análisis, muestran que cumplen satisfactoriamente con las especificaciones que marca la S.C.T. En algunas de las pruebas realizadas, los resultados que se obtuvieron se encuentran cerca de los límites permitidos por las normas mencionadas.

Tabla 5. Resumen de resultados de las pruebas de laboratorio realizadas al cemento asfáltico AC - 20

PRUEBARESULTADOS

DE LA PRUEBA

Densidad 1.08 No existe

Viscosidad Saybolt-Furol (A 135° C.)

390 s120 segundos

mínimo

Penetración

(25° C, 100 grs. 5 segundos)

71O 60° mínimo

Solubilidad en tetracloruro de

carbono100 % 99.0% mínimo

Punto de inflamaciónSuperior a

300O C232° C mínimo

Ductilidad a 25° C 100 cm 50 cm mínimo

Punto de reblandecimiento

53 OEntre 48 a 56°

C

Pérdida por calentamiento

0 % 0.5% máximo

Penetración retenida 63 % 54% mínimo

III. Cálculo del contenido mínimo de asfalto

Se utilizó el Método de Marshall para determinar el contenido óptimo de cemento asfáltico de una mezcla, por su uso muy generalizado en México. Primero se determinó el Contenido Mínimo de Cemento Asfáltico para cubrir las partículas de material pétreo en la elaboración de la mezcla. Tomando en cuenta la granulometría, de los dos métodos propuestos por la SCT, se optó por usar el Método de la Superficie Específica.


5

III.1. Contenido mínimo de C.A. para el material del banco Los Nogales

Tomando en cuenta la granulometría, la constante de área y el índice asfáltico correspondiente al tipo de material se determinó el contenido mínimo de cemento asfáltico. El resultado que se obtuvo en este análisis es de 4%, pero según la norma hay que incrementar este porcentaje en un 1%, quedando como contenido mínimo de asfalto de 5%.

Se optó por eliminar el porcentaje de 5.5% para continuar el cálculo con un porcentaje de 6.0%, y así de esta manera encontrar cual sería el contenido óptimo. Entonces los porcentajes para el cálculo del método Marshall quedan como sigue: 5.0%, 6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5%.

III.2. Contenido mínimo de C.A. para el material del banco Mina la Esperanza.

El resultado que se obtuvo en este análisis es de 2.6%, pero según la norma hay que incrementar este porcentaje en un 1%, quedando como contenido mínimo de asfalto de 3.6%. Se optó por eliminar el porcentaje de 3.6% para continuar el cálculo con un porcentaje de 5.0%, y así de esta manera encontrar el contenido óptimo. Entonces los

porcentajes para el cálculo del método Marshall quedan como sigue: 5.0%, 5.5%, 6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5%.

IV. Determinación del contenido óptimo de asfalto

El Contenido Óptimo de Cemento Asfáltico es aquel que produce la mayor combinación de resistencia estructural y durabilidad de una carpeta. A un mayor espesor de la película asfáltica, corresponde una mayor resistencia al intemperismo y a la abrasión producida por los vehículos.

La determinación del Contenido óptimo de Cemento Asfáltico puede hacerse por varios procedimientos, entre ellos, por el Método de Marshall y por el Método de la prueba de Compresión Axial no Confinada. Para este estudio se utilizó el Método de Marshall. Los resultados obtenidos en la determinación del contenido óptimo de cemento asfáltico se indican en las gráficas de las figuras siguientes.

IV.I. Determinación del contenido óptimo para el material del banco Los Nogales.

Los resultados de los cálculos correspondientes se indican en los cuadros siguientes:

Tabla 6. Resultados de los ensayes mezclas asfálticas del Banco Los Nogales

Estabilidad kg/cm² %Vacíos Flujo mmEstabilidad %C.A. %de Vacios %C.A. Flujo mm

5.00 788.77 5.00 8.33 5.00 3.136.00 1,116.68 6.00 6.91 6.00 3.006.50 1,336.71 6.50 6.57 6.50 2.977.00 1,117.89 7.00 5.34 7.00 2.907.50 886.96 7.50 5.22 7.50 4.100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

% V.A.M. P.V.M. Kg/m³ %Vacíos x CA% V.A.M. %C.A. PVSS %C.A. %Vacíos x CA

5.00 16.63 5.00 1,882.13 5.00 48.306.00 16.85 6.00 1,895.07 6.00 58.966.50 17.27 6.50 1,894.22 6.50 66.717.00 16.92 7.00 1,911.34 7.00 69.077.50 17.53 7.50 1,906.11 7.50 70.610.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Concepto Norma SCT. ENSAYEEstabilidad 800.00 kg Mínimo 1,117.89 KGFlujo 2.0 a 3.5 mm 2.90 MM%Vacíos 3.0 a 5.0 % 5.34 %


6

%V.A.M. 14.0 % Mínimo 16.92 %P.V.M. Sin norma 1,911.34 KG/M³

% Vacíos llenados por el C.A. 65 a 75% 69.07 %

Entonces, el contenido óptimo para la mezcla asfáltica, para el material del banco Los Nogales, es de 7.0% C.A.

IV.II. Determinación del contenido óptimo del banco Mina la Esperanza.

ESTABILIDAD kg/cm² %VACIOS FLUJO mm%C.A. Estabilidad %C.A. %de Vacios %C.A. Flujo mm

5.00 616.55 5.00 6.54 5.00 2.305.50 680.60 5.50 6.13 5.50 2.226.00 740.10 6.00 4.82 6.00 2.506.50 827.85 6.50 3.52 6.50 2.507.00 855.12 7.00 3.06 7.00 2.587.50 856.50 7.50 2.31 7.50 2.58

% V.A.M. P.V.M. Kg/m³ %VACIOS x CA

%C.A. % V.A.M. %C.A. PVSS %C.A.%VACIOS

x CA5.00 15.95 5.00 2,135.65 5.00 61.255.50 16.43 5.50 2,133.72 5.50 62.756.00 16.10 6.00 2,152.12 6.00 70.816.50 15.79 6.50 2,170.47 6.50 77.927.00 16.20 7.00 2,169.83 7.00 81.217.50 16.37 7.50 2,175.69 7.50

CONCEPTO NORMA SCT. ENSAYEESTABILIDAD 800.00 Kg Mínimo 827.85 KG

FLUJO 2.0 a 3.5 mm 2.50 MM%VACIOS 3.0 a 5.0 % 3.52 %%V.A.M. 14.0 % Mínimo 15.79 %

P.V.M. SIN NORMA 2,170.47 KG/M³% VACIOS LLENADOS POR EL

C.A. 65 a 75% 77.92 %

Entonces el contenido óptimo de C.A. para el material del banco Mina la Esperanza es de 6.5%.

IV.III. Conclusiones respecto al contenido óptimo de cemento asfáltico por el Método Marshall

Después de realizar el análisis de los materiales pétreos “Banco Los Nogales” y el “Mina La Esperanza” para obtener el contenido óptimo de cemento asfáltico por medio de la aplicación del método MARSHALL y teniendo como referente las Normas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes respecto a la calidad de mezclas asfálticas para carreteras, se concluye

que el banco “Mina La Esperanza” tiene un mejor comportamiento con un menor contenido optimo de cemento asfáltico satisfaciendo los parámetros y normas de calidad establecidas por la S.C.T.


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V. Análisis de resultados

Con respecto a la estabilidad

788,77

1.116,68

1.336,71

1.117,89

886,96

616,55680,6 740,1

827,85 855,12856,5

400,00

600,00

800,00

1.000,00

1.200,00

1.400,00

5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50

ESTA

BIL

IDA

D

% C.A.

ANALISIS DE ESTABILIDAD

LOS NOGALES LA ESPERANZA

Fig. 16 Comparación de EstabilidadCon respecto al % de vacíos

8,336,91

6,575,34 5,22

6,546,13

4,823,52 3,06

2,310123456789

5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50

% V

AC

IOS

% C. A.

ANALISIS % VACIOS

LOS NOGALES

Fig. 17 Comparación del % de vacíos

Con respecto al flujoANALISIS FLUJO

4.10

2.58

2.973.003.13 2.90

2.30 2.22 2.50 2.50 2.58

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

5 .0 0 5 .5 0 6 .0 0 6 .5 0 7 .0 0 7 .5 0

% C. A.

FLU

JO


Fig. 18 Comparación de Flujo

Con respecto al % de vacíos del agregado mineral

ANALISIS % V. A. M.

17.53

16.37

16.6316.85

17.2716.92

15.9516.43

16.10 15.7916.20

14.5015.0015.5016.0016.5017.0017.5018.00

5 .0 0 5 .5 0 6 .0 0 6 .5 0 7 .0 0 7 .5 0

% C. A.

%V.

A.M

.


Fig. 19 Comparación del % de VAM

Con respecto al peso volumétrico máximo1.882,13 1.895,07 1.894,22 1.911,34 1.906,11

2.135,65 2.133,72 2.152,12 2.170,47 2.169,83 2.175,69

1.700,001.800,001.900,002.000,002.100,002.200,00

5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50PESO

VO

L. M

AX.

% C. A.

ANALISIS P. V. M.

LOS NOGALES

Fig. 20 Comparación P.V.M.

Observando la grafica de estabilidad se aprecia que la estabilidad obtenida con el material del banco “Los Nogales” a partir de un contenido de C.A. de 6.0% cumple con la normatividad de la S.C.T.(800Kg) pero no con los parámetros de % vacíos y % de vacíos llenados por el C.A.; en cambio la gráfica del banco “Mina La Esperanza” con un 6.5% de C.A cumple con la normatividad de la S.C.T y con la mayoría de los parámetros solo un poco por arriba del parámetro de % de vacíos llenados por el C.A.

Analizando las graficas correspondientes al parámetro de % vacíos se observa que ambos diseños de mezclas asfálticas tienen un comportamiento similar en forma descendente pero con valores más elevados en el caso de la mezcla del banco “Los Nogales” por ser un material de alta porosidad.

Analizando las graficas correspondientes al parámetro de flujo se observa ambas mezclas asfálticas tienen un comportamiento similar, el cual cumple con los parámetros establecidos por la S.C.T. únicamente en


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el caso de la mezcla del banco “Los Nogales” existe una ligera discrepancia en el punto del C.A. de 7.5% superando ligeramente el rango del parámetro de 2.0 a 3.5 marcado por la S.C.T.

Analizando las gráficas correspondientes al parámetro de %V.A.M. se observa que ambas mezclas asfálticas presentan un buen comportamiento el cual cumple con los parámetros establecidos por la S.C.T. que marca como mínimo 14%.

Analizando las gráficas correspondientes al parámetro de P.V.M.se observa que ambas mezclas asfálticas presentan una variación considerable en los valores obtenidos, como consecuencia de la diferencia de materiales pétreos utilizados en ambos diseños, tomando en consideración que el material del banco “Los Nogales” es un material más poroso, con baja densidad y un P.V.S.S. menor, en comparación con los valores obtenidos con el material del banco “Mina La Esperanza”.

Conclusiones generales

Después de realizar el análisis de los materiales pétreos “Banco Los Nogales” y el “Mina La Esperanza” para obtener el contenido óptimo de cemento asfáltico por medio de la aplicación del método MARSHALL se concluye que con referencia a la calidad de mezclas asfálticas para carreteras de acuerdo con las Normas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes el material del “Banco Mina la Esperanza” cumplió satisfactoriamente con la mayoría de los parámetros de calidad. Tiene un mejor comportamiento con un menor contenido óptimo de cemento asfáltico satisfaciendo los parámetros y normas de calidad establecidas por la S.C.T

Las pruebas realizadas al cemento asfáltico AC-20 en lo general dieron resultados satisfactorios, por lo cual se optó por utilizar este material para la elaboración de la mezcla asfáltica.

Los resultados del contenido óptimo de cemento asfáltico varían en 0.5 %. Para el material del “Banco Los Nogales” es de 7.0 % y para el “Banco Mina La Esperanza” es de un 6.5 % por lo cual se llegó a la conclusión de que EL MATERIAL DEL “BANCO MINA LA ESPERANZA” PRESENTA MEJORES CARACTERISTICAS FÍSICAS COMO MECÁNICAS PARA REALIZAR MEZCLAS EN CALIENTE CON UN CEMENTO ASFALTICO AC - 20.

Referencias

[1] Crespo V. C. Vías de Comunicación. Caminos, ferrocarriles, aeropuertos, puentes y puertos. Ed. Limusa 1996

[2] SCT. Normas para Muestreo y Pruebas de los Materiales, Equipos y Sistemas. Carreteras y Aeropistas. Pavimentos II Tomo I.

[3] PEMEX . Especificaciones de la Refinería de Petróleos Mexicanos para los AC – 20. 1998

[4] Mier Suárez J. A. Introducción a la Ingeniería de Caminos. UMSNH. 1ª. Ed. 1987.

[5] Peguero Zavala A. Estudio comparativo de materiales pétreos del banco Los Nogales y del banco Mina La Esperanza en la región de Zitácuaro Michoacán, para el diseño de un concreto asfáltico de un pavimento flexible.Tesis. FIC. UMSNH.


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Resumen— En este artículo se presenta una revisión del comportamiento observado en edificaciones durante el gran terremoto de Maule, Chile (Mw=8.8) del 27 de febrero de 2010 que afectó la zona centro-sur de Chile, incluyendo centros urbanos importantes como las ciudades de Concepción y Santiago. En general, se pudo notar que las edificaciones diseñadas con un criterio ingenieril exhibieron un buen comportamiento estructural. Sin embargo, fue notable el daño estructural, e inclusive colapso, de algunas edificaciones modernas en las ciudades de Santiago, Viña del Mar y Concepción. Entre las causas del daño observado se puede notar el inadecuado confinamiento en los extremos de muros de concreto reforzado, los cuales son el principal sistema resistente ante cargas laterales en la práctica chilena, la irregularidad de muros en elevación, el debilitamiento del área efectiva en las losas planas de concreto reforzado que acoplan los muros de concreto dada la congestión de ductos para instalaciones. Un aspecto notable fue el pobre desempeño de los elementos no-estructurales, lo cual provocó la interrupción en la operación de estructuras esenciales.

Introducción

Por su ubicación geográfica, Chile se encuentra expuesto a sismos de subducción debido al movimiento relativo de las placas de Nazca y Sudamericana. Durante su historia, Chile ha sido expuesto a varios terremotos de magnitud sísmico superior a 8.0. Por ejemplo, el 3 de marzo de 1985 ocurrió un evento con magnitud sísmica igual a 7.6, el cual afectó, principalmente, a las ciudades de Viña del Mar, Valparaíso y Santiago, pero también fue percibido en una extensión de cerca de 2000 km, por lo que gran parte de la población chilena se encuentra ubicada en zonas de alto peligro sísmico. Cabe señalar que el 22 de mayo de1960 ocurrió en Chile el evento sísmico de mayor magnitud (M=9.5) registrado en la época moderna. Recientemente, el 27 de febrero de 2010 ocurrió un terremoto de magnitud sísmica (Mw) igual a 8.8 que afectó la zona centro-sur de Chile, incluyendo centros urbanos importantes como las ciudades de Concepción, Santiago y Viña del Mar. De acuerdo a la información oficial, se ha confirmado el deceso de 486 personas a consecuencia del terremoto y se estiman pérdidas económicas cercanas a los 30 billones de dólares.

Comportamiento observado en edificaciones durante el gran terremoto de Maule, Chile, (Mw=8.8) del 27 de febrero de 2010

Jorge Ruiz García1

1Profesor-Investigador Titular, Departamento de Estructuras

El objetivo de este artículo consiste en presentar las principales observaciones derivadas de la inspección de campo del autor en la ciudad de Santiago después del terremoto del 27 de febrero de 2010 que afecto la región centro-sur de Chile.

Marco tectónico del evento

El día 27 de febrero de 2010, a las 03:34:14 (hora local) ocurrió un sismo frente las costas Chile, debido al movimiento de subducción de la placa de Nazca con la placa Sudamericana. Se estima que la longitud de ruptura se encuentra entre 400 a 450 km. El epicentro se ubicó a 35.909º latitud sur y 72.733º latitud oeste, teniendo una profundidad focal estimada de 35 km.

Fig. 1: Ubicación del evento principal del sismo del 27 de febrero de 2010 (tomado de: NYT, 2010).

De acuerdo a la Agencia Geológica de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés), la magnitud sísmica (Mw) asignada al evento principal es de 8.8, lo


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cual implica que este evento sísmico sea considerado como el quinto evento de mayor magnitud en la historia moderna. Por su ubicación, el evento principal fue percibido en varios centros urbanos como las ciudades de Chillan (95 km del epicentro), Concepción (105 km del epicentro), Talca (115 km del epicentro) y Santiago (335 km del epicentro). Posterior a la ocurrencia del evento principal, se presentaron una serie de réplicas. En el periodo comprendido entre el 27 de febrero y el 26 de abril se registraron 306 réplicas de magnitud igual o mayor a 5.0 grados, de las cuales 21 tenían magnitudes iguales o mayores a 6.0 (USGS, 2010).

Movimientos del terreno y espectros de respuesta

La red nacional de acelerógrafos del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile (RENADIC) registró historias de aceleración del movimiento del terreno (acelerogramas) en 7 estaciones. La aceleración máxima del terreno (AMT) horizontal se registró en la estación CRS Maipu, ubicada en la ciudad de Santiago (RENADIC, 2010), siendo de 0.56g. En la Fig. 2 se muestran las historias de aceleración (sin corregir) tanto horizontales como vertical. Cabe notar que este registro pudo experimentar efectos de interacción suelo-estructura (Boroschek, 2010).

Fig. 2: Historias de aceleración del terreno registradas en la estación CRS Maipu durante el sismo del 27 de febrero de

2010 (tomado de: Boroschek, 2010).

Asimismo, el Servicio Sismológico Nacional del Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile registró acelerogramas en 4 estaciones, una de ellas ubicada cerca de la zona epicentral en el Colegio San Pedro de la ciudad de Concepción (SS, 2010). En dicha

estación se registró una AMT horizontal igual a 0.65g, mientras que la AMT vertical fue de 0.60g (ver Fig. 3).

Fig. 3: Historias de aceleración del terreno registradas en la estación Colegio San Pedro durante el sismo del 27 de

febrero de 2010 (tomado de: SS, 2010).

Con base en el análisis preliminar de los acelerogramas registrados en la red RENADEIC, se pudo inferir que la fase intensa de los registros se encuentra entre 40 a 50 segs. y que existe una contribución importante de energía ente 0.8 y 2.0 seg. Asimismo, se pudo apreciar que la componente vertical del movimiento del terreno alcanzó valores máximos cercanos a los registrados en la componente horizontal.

En la Fig. 4 se presenta el espectro de respuesta obtenido a partir de los acelerogramas registrados en la Estación Hospital Tisne (Boroschek, 2010).

Fig. 4: Espectro de respuesta obtenido de acelerograma registrado en la estación Hospital Tisne durante el sismo del

27 de febrero de 2010 (tomado de: Boroschek, 2010).


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Comportamiento de edificaciones

Edificios de concreto reforzado

De acuerdo a la práctica constructiva chilena, comúnmente se emplean muros de concreto reforzado, en ambas direcciones, como sistema resistente a cargas laterales y gravitacionales. De una muestra de 640 edificios con 10 o más niveles y construidos después de 1950, se identificó que el 76.7% de los edificios contaban con muros como sistema estructural y el 21.6% de los edificios empleaban una combinación de muros y marcos, En los edificios estructurados a base de muros, su densidad se encuentra entre 5 y 6% del área en planta, la cual es sensiblemente mayor a práctica americana, por ejemplo, que emplea una densidad de 1 a 1.5% (Wallace y Moehle, 1992). Usualmente, los muros son de sección rectangular y no cuentan con patines en los extremos. El espesor de los muros varía de 15 a 20 cm. De acuerdo a lo que se pudo apreciar durante la visita, el refuerzo, tanto vertical como transversal, en el alma de los muros consiste de varillas corrugadas de 10 mm de diámetro (No. 3), mientras que el refuerzo longitudinal en los extremos consiste de varilla de 19 mm (No. 6). Asimismo, el sistema de piso consiste de una losa plana de concreto reforzado, la cual se apoya directamente sobre los muros. Cabe notar que en las últimas décadas, en las ciudades de Santiago y Viña del Mar se incrementó la construcción de edificios altos, principalmente para uso habitacional y de oficinas.

Fig. 3: Estructuración típica de un edificio alto de concreto reforzado en la ciudad de Santiago, Chile (foto

tomada por: J. Ruiz García).. Durante la visita del autor a las ciudades de

Santiago y Viña del Mar, se pudo apreciar que los edificios con las características descritas anteriormente tuvieron,

en general, un buen comportamiento estructural. Sin embargo, cabe notar que algunos edificios modernos (es decir, construidos recientemente) no tuvieron un buen comportamiento estructural, exhibiendo daño grave en algunos de sus elementos estructurales.

En los edificios que no exhibieron un buen

comportamiento, el daño se concentró en los muros de concreto reforzado donde se pudo apreciar el aplastamiento del concreto, así como el pandeo del refuerzo longitudinal en los extremos de los muros (ver Figs. 4 y 5) debido a flexocompresión. Asimismo, se pudo apreciar el pandeo del refuerzo tanto longitudinal como transversal en el alma del muro. Ambos tipos de falla pueden atribuirse a la falta de confinamiento en los extremos de los muros, proporcionado por una insuficiente separación del refuerzo transversal dado que los estribos, del No. 3, estaban separados a cada 20 cm, aproximadamente.

Fig. 4: Falla por flexocompresión en un muro exterior (foto tomada por: J. Ruiz García).

Fig. 5: Pandeo del refuerzo longitudinal debido a insuficiente refuerzo transversal en la zona de compresión de

un muro (foto tomada por: J. Ruiz García).


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Otro tipo de daño grave que se pudo apreciar en uno de los edificios visitados fue en el sistema de piso. Cerca de las aberturas de las puertas, se apreció desconchamiento del concreto, así como pandeo del refuerzo horizontal (ver Fig. 6). Este tipo de daño puede atribuirse a la disminución de área efectiva de concreto debido a la congestión de ductos para instalaciones sanitarias y eléctricas, así como a grandes demandas de rotación de la losa por la ocurrencia de importantes desplazamientos durante el sismo en una distancia muy corta.

Fig. 6: Desconchamiento del concreto y pandeo del refuerzo horizontal cerca de las aberturas de puertas debido a la congestión de instalaciones eléctricas y sanitarias (foto

tomada por: J. Ruiz García).

No obstante el buen comportamiento estructural en la mayoría de los edificios, se ha documentado el colapso total o parcial (es decir, que requieren ser demolidos debido a la extensión del daño estructural) de algunos edificios en las ciudades de Santiago y Concepción. Tal fue el caso de un edificio de cinco niveles para vivienda multifamiliar (ver Fig. 7) en Santiago y dos edificios en la ciudad de Concepción (ver Figs. 8 y 9).

Fig. 7: Colapso de un edificio de vivienda multifamiliar en la ciudad de Santiago ((fotos tomadas por: J. Moehle).

Fig. 8: Colapso total de un edificio de vivienda multifamiliar en la ciudad de Concepción (fotos tomadas

por: R. Leon).

Fig. 9: Colapso parcial de un edificio para oficinas (Edificio Torre O´Higgins) en la ciudad de Concepción (foto

tomada por: F. Rojas).

Un aspecto que debe llamar la atención es que algunos edificios en Viña del Mar sufrieron daño estructural, en algunos casos grave, no obstante que la ciudad de ubica aproximadamente a 335 km del epicentro. Asimismo, cabe notar que de los edificios que exhibieron daño estructural, algunos habían sido previamente dañados y rehabilitados a consecuencia del terremoto del 3 de marzo de 1985 (Mw=8.3) Tal fue el caso de los Edificios Acapulco (15 niveles), Antilco (9 niveles), Festival (14 Niveles) y Hanga-Roa (15 niveles), Aparentemente, los muros que sufrieron daño en dichos edificios sólo


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se rehabilitaron localmente mediante la técnica de encamisado de concreto (por una o ambas caras).

En general, el tipo de daño observado en los edificios de Viña del Mar también se concentró en los muros de concreto reforzado. De manera similar a la ciudad de Santiago, se pudo apreciar la falla por flexocompresión en los muros (Fig. 11). Este tipo de falla se atribuyó al inadecuado confinamiento del refuerzo longitudinal en la zona de compresión de los muros, dado que no se colocaron estribos adicionales a una separación adecuada; solamente se extendió el refuerzo transversal en el alma del muro para fijarse en las barras longitudinales a manera de ganchos con un doblez de 90º. La separación usual de las barras horizontales del muro es de 15 a 20 cm, la cual resultó insuficiente.

Fig. 11: Falla por flexocompresión (foto tomada por: L.D. Carpenter).

Otro tipo de falla en elementos estructurales se presentó en las trabes de acoplamiento entre dos muros, principalmente en las ubicadas en aberturas (Fig. 12). En estos elementos se pudo apreciar una separación inadecuada de los estribos y la falta del acero de refuerzo en diagonal que se sugiere en estos casos; la trabe de acoplamiento fue sujeta a niveles altos de cortante que se inducen por la flexión.

A partir de las inspecciones de campo llevadas a cabo después de los sismos de 1985 y 2010, existe indicio de que el espesor de muros en edificios diseñados y construidos con la edición actual de la norma chilena de diseño sísmico NCh 433 (1996) es menor respecto al espesor de los muros construidos antes de 1996. Las inpecciones de campo muestran que el espesor de los muros construidos después de 1996 es 15 a 20 cm, mientras que el espesor de los muros construidos antes de 1996 es de 30 cm, aproximadamente (Wallace y Moehle,

1992; Celestino, 2010; LATBSDC, 2010). Este hecho puede atribuirse a dos necesidades arquitectónicas: 1) mayor área de estacionamiento en el interior del edificio, y 2) incremento en la disposición de muros estructurales en planta para dividir espacios, en vez de usar muros divisorios (ver Fig. 12).

Fig. 12: Daño grave en una viga de acoplamiento de un edificio ubicado en Viña del Mar (foto tomada por: L.D.

Carpenter).

Fig. 13: Distribución típica de muros en sótanos (foto tomadas por: J. Ruiz García).

Edificaciones de mampostería

En Chile, al igual que en otros países latinoamericanos, se emplean muros de mampostería de carga como sistema resistente en edificaciones de vivienda unifamiliar (uno o dos niveles) y multifamiliar (tres a cinco niveles). En general, las edificaciones de mampostería que fueron construidas con un criterio ingenieril (por ejemplo, la normatividad chilena fomenta el uso de mampostería confinada o confinada con refuerzo interior) exhibieron un buen comportamiento ante el evento sísmico (Tanner y Carboni, 2010; Astroza et al., 2010). Sin embargo, algunas edificaciones de


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mampostería que no contaban con algún tipo de refuerzo, incluyendo las construidas con mampostería de piezas de adobe, exhibieron daño estructural. Por ejemplo, durante la inspección realizada por el autor, se identificó un conjunto habitacional que presentó agrietamiento generalizado en los muros de mampostería exteriores, principalmente, cerca de las aberturas dado que no se contaba con ningún agrietamiento cerca de ellas (ver Fig. 14).

Fig. 14: Desprendimiento del estuco en una cúpula de la Catedral de Santiago (foto tomada por: J. Ruiz García).

Edificaciones históricas

Durante la visita del autor a la ciudad de Santiago, se pudo apreciar que algunos edificios históricos, entre las que se incluyen las iglesias, sufrieron algún tipo de daño ligero a moderado a consecuencia del evento sísmico principal. Por ejemplo en la Fig. 15 se presenta el daño en la fachada del edificio principal de la Universidad de Chile ubicado en la ciudad de Santiago.

Fig. 15: Ubicación de daño estructural en el edificio principal de la Universidad de Chile en Santiago (foto

tomada por: J. Ruiz García).

Comportamiento de elementos no-estructurales

No obstante el, en general, adecuado comportamiento estructural en los edificios, el sismo del 27 de febrero puso de manifiesto numerosos problemas en componentes no-estructurales (por ejemplo, muros divisorios, instalaciones eléctricas, sanitarias, mecánicas, de aire acondicionado, así como ventanales, etc.). Es importante recalcar que el inadecuado comportamiento de este tipo de componentes puede ocasionar cuantiosas pérdidas económicas debido a la interrupción en la operación de estructuras esenciales, no obstante que estas no se hayan presentando daños en sus elementos estructurales. Tal fue el caso de los aeropuertos de Santiago y Concepción, así como de varios hospitales (Miranda et al., 2010).

A consecuencia del eventos sísmico, el aeropuerto internacional de Santiago suspendió sus operaciones debido numerosos problemas en los componente no-estructurales (Miranda et al., 2010) Por ejemplo, los plafones en las salas se desprendieron (ver Fig. 16), así como varios unidades de aire acondicionado (ver Fig. 17) que no estaban adecuadamente ancladas. Asimismo, se pudo apreciar la ruptura de la tubería en instalaciones hidráulicas (ver Fig. 18).

Por otra parte, en algunos hospitales se presentaron problemas ocasionados por el comportamiento de componentes no-estructurales. Por ejemplo, en la Clínica del Maulne, en la ciudad de Talca, se observó que aproximadamente 75% de pequeñas unidades de aire acondicionado ubicadas en la azotea del edificio se desprendieron debido a un inadecuado anclaje (Miranda et al., 2010), como se ilustra en la Fig. 19. Asimismo, el Hospital Felix Bulne en la ciudad de Santiago dejó de funcionar debido al daño excesivo y caída de los componentes no-estructurales, como el observado en muros divisorios (ver Fig. 20).


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Fig. 16: Desprendimiento de plafones en el Aeropuerto

Internacional de Santiago (foto tomada por: J. Ruiz García).

Fig. 17: Desprendimiento de unidades de aire acondicionado en el Aeropuerto Internacional de Santiago

(foto tomada por: G. Pekcan) .

Fig. 18: Ruptura de tubería en el Aeropuerto Internacional de Santiago (foto tomada por: E. Miranda).

Fig. 19: Caída de unidades de aire acondicionado sin anclaje adecuado (foto tomada por: G. Pekcan).

Fig. 20: Agrietamiento severo en muros divisorios del Hospital Felix Bulne en Santiago (foto tomada por: G.

Mosqueda).

Acciones propuestas para mejorar la normatividad chilena

La comunidad enfocada a la ingeniería estructural en Chile, así como a nivel mundial, ha reconocido el buen desempeño de la mayoría de estructuras ingenieriles expuestas a un terremoto de la magnitud e intensidad ocurrida el 27 de febrero de 2010. Sin embargo, se reconoce que el pobre desempeño sísmico de algunas


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edificaciones, principalmente, construidas recientemente sugiere adecuaciones a la normatividad chilena. A la fecha de este trabajo, el Ministerio de Vivienda y Urbanismo se encuentra evaluando los cambios necesarios a la Ley de Urbanismo y Construcciones (LUC) y a la normatividad técnica en materia de diseño sismorresistente ( L a Tercera, 2010). Entre los cambios necesarios que se proponen se encuentran: 1) Modificar la filosofía de diseño actual, basada en resistencia para prevenir el colapso estructural, a una filosofía de diseño que permita mantener funcionando estructuras esenciales (como hospitales o escuelas), 2) incorporar una supervisión detallada por parte de las autoridades; o bien, exigir una poliza de seguro ante sismo, a fin de que las aseguradoras verifiquen que la edificación cumple con estándares de calidad.

Resumen y conclusiones

El 27 de febrero de 2010 ocurrió un terremoto de magnitud sísmica igual a 8.8 en la región centro-sur de Chile. Este evento sísmico es el quinto terremoto de mayor magnitud desde que se cuenta con instrumentos para registrar los movimientos telúricos. El comportamiento observado en estructuras civiles durante el evento sísmico representa una gran oportunidad para la evaluar nuestro estado del conocimiento en Ingeniería Sísmica y, así, poder mejorar los reglamentos de construcción en zonas altamente sísmicas. Derivado de la inspección de campo del autor en la ciudad de Santiago y Viña del Mar, así como de las inspecciones llevadas a cabo por numerosos grupos de especialistas, se ofrecen las siguientes conclusiones tendientes a mejorar la práctica constructiva mexicana:

En general, el comportamiento de las edificaciones diseñadas con criterios ingenieriles apegados a una reglamentación sísmica fue adecuado. Lo anterior se puso en evidencia con el buen comportamiento que se observó en estructuras de muros, principalmente, y marcos de concreto reforzado, así como de muros de mampostería.

Varios edificios modernos exhibieron daño estructural severo, e inclusive colapsaron. El daño estructural se pudo atribuir a: 1) la insuficiencia e inadecuada separación del acero de refuerzo transversal de confinamiento en los extremos de muros y columnas, que propicia el aplastamiento y pérdida del concreto así como el pandeo del acero de refuerzo, 2) la insuficiencia de acero de refuerzo transversal e inadecuado detallado del mismo

en trabes de acoplamiento de muros, donde se presentan niveles de cortante y demandas de rotación importantes, 3) la colocación de elementos no estructurales ligados a los estructurales en zonas de aberturas de puertas y ventanas que inducen problemas de columnas cortas en muros y marcos de concreto reforzado, 4) la congestión de tuberías o ductos para instalaciones que reducen el área efectiva de las losas planas, las cuales fueron sujetas a altas demandas de rotación.

Un aspecto a notar fue la influencia del comportamiento de los elementos no- estructurales en el desempeño y funcionamiento de estructuras esenciales. Aunque en años recientes se ha comenzado a dar énfasis al estudio del comportamiento de los componentes no-estructurales, la realidad es que los reglamentos de diseño símico actuales no describen recomendaciones explícitas para garantizar su buen comportamiento durante eventos de gran magnitud. Los daños a dichos componentes pueden causar pérdidas económicas y de capacidad de respuesta ante la emergencia que produce un sismo intenso, que en ocasiones tiene un impacto mayor que el costo de las correspondientes reparaciones estructurales.

Reconocimientos

El autor quisiera agradecer sinceramente a la Embajada de México en Chile, la Secretaría de Relaciones Exteriores de México, así como a la Municipalidad de Santiago, la invitación a participar en la evaluación de edificaciones habitacionales afectadas durante el terremoto del 27 de febrero de 2010 en la Comuna de Santiago, Chile. El autor formó parte tercera misión mexicana de apoyo, integrada por los Ings. Jorge Varela (Universidad Autónoma de Yucatán), Agustín Orduña (Universidad de Colima), Roberto Arroyo (Universidad Autónoma de Guerrero), Carlos Arce (ENEP-Acatlán), Giulio León y Daniel Padilla, a quienes se agradece compartir sus experiencias. Asimismo, se reconoce el patrocinio de varias instituciones (Earthquake Engineering Research Institute, Los Angeles Tall Building Seismic Design Council, Depto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile) para llevar a cabo las inspecciones de campo de numerosos expertos que, posteriormente, han diseminado valiosas observaciones sobre el comportamiento de estructuras civiles ante este importante evento sísmico. Finalmente, se agradece a la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo por el apoyo para la realización de este trabajo.


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Referencias

[1] New York Times (2010), Nota periodística, 3 de marzo de 2010, NY.http://www.nytimes.com/interactive/2010/02/27/world/americas/0227-chile-quake-map.html?ref=americas

[2] United States Geological Survey (USGS), “Magnitude 8.8-OFFSHORE MAULE, CHILE 2010 February 27 06:34:14 UTC”,http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2010/us2010tfan/, 2010.

[3] Boroschek, R, P Soto, R León y D Comte (2010), “Terremoto centro sur Chile, 27 de febrero de 2010, informe preliminar No 4”. Red Nacional de Acelerógrafos, Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

[4] Servicio Sismológico, Departamento de Geofísica, Universidad de Chile, http://ssn.dgf.uchile.cl/, 2010.

[5] Los Angeles Tall Building Structural Design Council (LATBSDC), “Performance of Tall Buildings During the 2/27/2010 Chile Magnitude 8.8 Earthquake-A Preliminary Briefing”, http://www.eqclearinghouse.

org/20100227-chile/published-reports, 2010.

[6] E. Miranda, G. Mosqueda, G. Peckan, R. Retamales, “Brief Report on Earthquake Reconaissance After the M 8.8 February 27th Maule, Chile Earthquake”, http://www.eqclearinghouse.org/20100227-chile/published-reports, 2010.

[7] R. Leon, F. Zareian, V. Sandoval, C. Sepulveda, “February 27, 2010 Chile Earthquake-Steel and Industrial Building Team”, http://www.eqclearinghouse.org/20100227-chile/published-reports, 2010.

[8] Wallace, J, y J Moehle (1992), “Ductility and detailing of bearing wall buildings”, Journal of Structural Engineering ASCE, 118(6): 1625-1644.

[9] J. Tanner, A. Carboni, “Masonry Investigation”, http://www.eqclearinghouse.org/20100227-chile/published-reports, 2010.

[10] La Tercera, “Editorial-Reforma necesaria a normativa y fiscalización antisísmica”, Nota periodística en La Tercera, jueves 15 de abril de 2010.


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Resumen.La Dirección Integrada por Proyectos (DIP), Project Management, o Gerencia de Proyectos como es conocida en diferentes medios, ha alcanzado un gran desarrollo e incidencia favorable en las empresas que trabajan por proyecto y están en el proceso de perfeccionamiento empresarial como la industria básica, la construcción, el turismo, el transporte, la defensa, inversiones, las investigaciones, los servicios y la docencia entre otras muchas más.

El proceso se ha caracterizado por estimular la generalización de la DIP en las empresas con el concepto de traje a la medida, de acuerdo con sus posibilidades objetivas y con un apoyo importante en la capacitación del personal. El desarrollo actual del perfeccionamiento empresarial requiere de un nuevo impulso dirigido e integrado a través de una asesoría, que tomando como base el estudio del comportamiento en esta última etapa, realizando un diagnóstico y procediendo a elaborar un pronóstico, permita la ejecución de un proyecto de cambio a mediano plazo que logre una incidencia favorable de los procesos claves en los proyectos negocios que ejecuta la empresa.

En el trabajo se expresan los elementos necesarios para realizar las asesorías con el objetivo de acelerar el perfeccionamiento empresarial a través de los proyectos de cambio y su relación con el proyecto negocio, tomando como base la integración, el liderazgo, la capacitación, la gestión de conocimiento de los proyectos, la gestión de la calidad y el financiamiento con el apoyo de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones, en un proceso de dirección estratégico, apoyado por la inteligencia empresarial en función de garantizar el éxito de la empresa.

Palabras Claves: Dirección Integrada por Proyectos, consultorías, Proyecto de cambio

Introducción

El sistema de perfeccionamiento empresarial esta inmerso, en un proceso de cambio en el que la Dirección Estratégica Integrada (DEI), la Dirección por Objetivos (DPO) y el plan de acción con la Dirección Integrada por Proyectos (DIP) garantizan un proceso de dirección continuo desde las altas estrategias, hasta las tareas que ejecuta el hombre como centro del sistema de dirección, tomando en cuenta los valores, con el objetivo de garantizar la competitividad de la empresa. Figura 1.

Figura 1. Entorno de la Dirección Integrada de Proyectos Fig. 1. Entorno de la dirección integrada de proyectos

Dentro de este proceso la Dirección Integrada por Proyectos requiere de un análisis de su comportamiento a través de un diagnóstico y pronóstico que permitan identificar sus regularidades con el objetivo de elaborar un proyecto de cambio que incida en la estructura funcional de la empresa y sus procesos claves, con el propósito de perfeccionar la gestión de proyecto apoyada por las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones.

La Dirección Integrada por Proyectos es un proceso que se generaliza en las empresas de proyectos, servicios, áreas de investigación, inversiones, la docencia, la industria básica, la construcción, el turismo, el transporte, los servicios, el mantenimiento y la defensa entre otros. La aplicación sistémica de los proyectos negocios requiere de un estudio de su comportamiento, evaluando sus regularidades y los procedimientos que inciden generalmente en el desarrollo de la integración

La Dirección Integrada por Proyectos en su proceso de perfeccionamiento a través de las consultorías y el proyecto de cambio

Juan Antonio Chávez Vega.Profesor e Investigador Titular. U.M.S.N.H.

Roberto Delgado Victore. Profesor. ISPJAE


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Introducción

El sistema de perfeccionamiento empresarial esta inmerso, en un proceso de cambio en el que la Dirección Estratégica Integrada (DEI), la Dirección por Objetivos (DPO) y el plan de acción con la Dirección Integrada por Proyectos (DIP) garantizan un proceso de dirección continuo desde las altas estrategias, hasta las tareas que ejecuta el hombre como centro del sistema de dirección, tomando en cuenta los valores, con el objetivo de garantizar la competitividad de la empresa. Figura 1.

Fig. 1. Entorno de la dirección integrada de proyectos

Dentro de este proceso la Dirección Integrada por Proyectos requiere de un análisis de su comportamiento a través de un diagnóstico y pronóstico que permitan identificar sus regularidades con el objetivo de elaborar un proyecto de cambio que incida en la estructura funcional de la empresa y sus procesos claves, con el propósito de perfeccionar la gestión de proyecto apoyada por las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones.

La Dirección Integrada por Proyectos es un proceso que se generaliza en las empresas de proyectos, servicios, áreas de investigación, inversiones, la docencia, la industria básica, la construcción, el turismo, el transporte, los servicios, el mantenimiento y la defensa entre otros. La aplicación sistémica de los proyectos negocios requiere de un estudio de su comportamiento, evaluando sus regularidades y los procedimientos que inciden generalmente en el desarrollo de la integración

de la estructura funcional de la empresa.

El análisis de estas regularidades determina la necesidad de un proyecto de cambio en unos casos y de un proceso de mejora continua en otros, con el objetivo de perfeccionar los procesos claves que inciden en el desarrollo del proyecto negocio, en busca de nuevas soluciones que brinden mejores beneficios para la entidad.

El objetivo del presente trabajo es el establecimiento de las bases para la elaboración del proyecto de cambio con el propósito de acelerar el perfeccionamiento empresarial, estableciendo las relaciones necesarias con el proyecto negocio tomando como base la integración, el liderazgo, la capacitación, la gestión de conocimiento de los proyectos, la gestión de la calidad y el financiamiento con el apoyo de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones, en un proceso de dirección estratégico que fortalezca la inteligencia empresarial en función de garantizar el éxito de la empresa. [8]

En el trabajo se muestran los contenidos de la asesoría para el desarrollo del comportamiento, diagnóstico, pronóstico y las etapas fundamentales del proyecto de cambio. Al final se ofrecen las conclusiones y recomendaciones.

2.- Antecedentes

La Dirección por Proyectos se emplea con sus características desde la década del 60 con procedimientos manuales de cálculo. En el 80 se desarrollan metodologías y sistemas de cálculo en Fortran IV que apoyan la organización de proyectos. En los años 90 con el Superproject, Primavera y el MS Project se desarrollan los proyectos negocios con un mayor apoyo de las TICs y con mejores resultados. En el 2000 se vislumbra la necesidad de hacer un análisis del comportamiento de los proyectos negocios, con el objetivo de elaborar un proyecto de cambio que permita una mejor integración de la estructura funcional de la empresa, en función de garantizar el perfeccionamiento del proyecto negocio a partir de la elaboración de un diagnóstico de los procesos claves que inciden en el proyecto negocio y un pronóstico que permita la elaboración de un proyecto de cambio que garantice la calidad en un proceso de mejora continua.

La empresa cuenta con la documentación del diagnóstico y expediente desarrollado en el proceso de perfeccionamiento empresarial y es la base de los

antecedentes para desarrollar la asesoría. Durante esta etapa uno de los objetivos principales ha sido garantizar el proceso. La siguiente etapa es la de impulsar y perfeccionar el mismo a través de un proceso dirigido, con el desarrollo de consultorías y asesorías en las que se definan los proyectos de cambio, con una incidencia en los proyectos negocios, como forma de medir el impacto del perfeccionamiento en las empresas de proyecto.

3.- Desarrollo del tema.

El mundo de la comercialización y los negocios se vuelve cada día mas competitivo, exige mayor calidad en el diseño y control de ejecución de los proyectos y reclaman el uso de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones, para garantizar una mayor efectividad en la Dirección Integrada por Proyectos asociada al perfeccionamiento empresarial con el objetivo de satisfacer los requerimientos de la gerencia por proyectos en función de los requerimientos cada día mas exigentes de los clientes.

Tomando como base las necesidades del entorno y el desarrollo alcanzado en la aplicación de la DIP se hace necesario el uso de una herramienta que permita su desarrollo y transformación en función del fortalecimiento del proyecto negocio en un proceso dirigido, en el que las asesorías y consultorías en el proyectos de cambio juegan un papel importante.

En la figura 2 se muestra una tendencia de desarrollo para una empresa determinada en la que se muestran los puntos de cambio característicos en el que I es el punto actual, I -1 el anterior e I +1 al que se pretende llegar con el análisis de los intervalos A y B. Para desarrollar un proyecto de cambio en I es necesario analizar el comportamiento en el intervalo A y el pronóstico en B.

Desarrollo

T

A B

I

I-1

I+1

Comportamiento ADiagnóstico I-1Expediente I-1

Diagnóstico IPronóstico B.

Proyecto de cambio I

Figura 2. Tendencias del desarrollo empresarial Fig. 2. Tendencias del desarrollo empresarial

Los proyectos de cambio (Figura 3) son desarrollados a través de asesorías por un equipo de trabajo apoyado por el director de la empresa, e integrado por especialistas


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con el apoyo del consejo de dirección.

Figura 3. Proyectos de cambio Fig. 3. Proyectos de cambio

El proyecto de cambio tiene como objetivo el perfeccionamiento de la estructura funcional de la empresa y sus procesos claves en función de la efectividad del proyecto negocio que se desarrolla en un plazo de tiempo dado.

3.1.- Comportamiento del proceso de dirección por proyecto en la empresa.

El proceso de desarrollo de las empresas debe transitar por una trayectoria continua con puntos de inflexión en función de los cambios que garantizan su perfeccionamiento. Es por ello que el comportamiento debe medirse tomando en cuenta la documentación existente del diagnóstico y el expediente del proceso de perfeccionamiento empresarial o de un cambio anterior al mismo en I -1. La documentación elaborada en el proceso de Dirección por Objetivo es también un documento importante para analizar el comportamiento, conjuntamente con las últimas visitas e inspecciones realizadas a la empresa.

El proceso de recopilación de la información debe estar acompañado de una auto evaluación de la empresa en la que se reflejan los principales problemas y la necesidad del proyecto de cambio.

En este proceso con la documentación a disposición de los especialistas se determinan un conjunto de indicadores básicos como son el costo, el tiempo, la calidad, la logística y el apoyo de la informática que a su vez pueden estar desglosados de acuerdo con las

características de la entidad.

Durante el análisis del comportamiento se estudian las regularidades, los problemas, las causas y las soluciones, brindadas en estos casos. Las empresas que disponen de base de datos de proyectos elaborados, facilitan el análisis del comportamiento en el intervalo A.

El análisis del comportamiento a partir del estudio de un conjunto de indicadores brinda elementos para la elaboración de un diagnóstico. La continuidad de los proyectos de cambios facilita este proceso. [8]

3.2.- El diagnóstico en el proyecto de cambio.

La generalización de la Dirección Integrada por Proyectos y su incidencia en el desarrollo de la economía requiere de un perfeccionamiento a través de un proyecto de cambio que incida en la estructura funcional de la empresa y los procesos claves, lo que requiere de la elaboración de un diagnóstico que recoja las regularidades mas importantes de los proyectos negocios en un proceso de retroalimentación del proyecto de cambio. El diagnóstico comprende un estudio de los procesos claves que inciden en el proyecto negocio y dentro de los mismos un conjunto de indicadores que permitan caracterizar la empresa en su estado actual de desarrollo a través de curvas, evaluaciones estadísticas e índices entre otros.

Comportamiento

Diagnóstico

Pronóstico

Proyecto de cambio

Proyecto Negocio

Proyecto Negocio

Proyecto Negocio

Proyecto Negocio

Proyecto Negocio

Figura 4. Proceso de diagnóstico en el Proyecto de cambio.

Fig. 4. Proceso de diagnóstico en el proyecto de cambio

Para evaluar el comportamiento es necesario medir haciendo uso de índices que permitan comparar, con el objetivo de ponderar la situación de cada uno de los procesos en función de indicadores claves como pueden ser los costos, el tiempo, la calidad, la logística y el apoyo de las Tecnologías de la Informática y las


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Comunicaciones en el proceso de transformación. El análisis del comportamiento de los proyectos negocios permite precisar el diagnostico para el proyecto de cambio.

El conjunto de indicadores por proceso en un análisis matricial ponderado, permite establecer un ordenamiento en función de las prioridades, facilitando la elaboración de la estrategia de ejecución. De este análisis es posible concluir que los mejores procesos pueden requerir de una mejora continua con el perfeccionamiento de algunos indicadores. Los procesos que requieren de una mayor transformación necesitan un proyecto de cambio con acciones dirigidas a los cambio de los procesos.

Los procesos en proyecto de cambio requieren de un mapeo de proceso, flujo de información, transformaciones, ejecución, validación y ajustes. Los procesos en proyecto de cambio después de su implementación y ajuste entran en un proceso estable de mejora continua.

En la Figura 5 se muestra el tiempo y la calidad tributando el costo, con un desglose general que requiere de su identificación en el proceso del diagnóstico y pronóstico.

El diagnóstico tiene como objetivo la caracterización de los problemas en el proceso DIP integralmente, determinando todos los aspectos positivos y negativos con el propósito de facilitar el trabajo de elaboración del pronóstico.

Fig. 5. Indicadores de evaluación

3.3.- Elaboración del pronóstico.

El pronóstico necesita de la información del comportamiento, la situación actual que brinda el diagnóstico y la proyección a la cual se quiere llegar,

partiendo de la visión en busca del rumbo estratégico.

En la Figura 6 se muestra un esquema para el desarrollo del pronóstico con las tendencias de una empresa virtual ó de una empresa seleccionada como modelo OB. La tendencia de desarrollo de la empresa en estudio según su comportamiento se representa por OA. T1 es la fecha actual en la que se conoce el diagnóstico en A con los indicadores reales y su comportamiento, lo que permite determinar la brecha o Gap (AB), lo que se requiere para llegar desde A al punto B en T1. El análisis del comportamiento en el intervalo O – T1, con un sistema adecuado de indicadores es para este proceso.

Fig. 6. Esquemas para el desarrollo de pronóstico con las tendencias de un empresa

Para el pronóstico es necesario definir el intervalo de estudio T2-T1, hacer un estudio del estado del arte con proyección hasta T2, estudios de casos de empresas similares y a través de un escenario próximo al punto D determinar la brecha para T2. Los indicadores en B. pueden ser obtenidos aplicando las técnicas del benchmarking, cálculos ó estimaciones.

Si la empresa en estudio OA continua con su tendencia de desarrollo aplicando su mejora continua, puede llegar al punto C en el tiempo T2. Si se aplica un proyecto de cambio en T1 tomando en cuenta las condiciones de desarrollo de OB es posible llegar al punto D.

En el tiempo T2-T1 la tendencia de desarrollo de OB, suponiendo mejora continua debe llegar al punto E por lo que en la visión, el escenario y en el modelo de pronóstico de OA es bueno proyectarse a un punto próximo a E, identificando las ventajas competitivas, factibles y sostenibles a través del análisis comparativo entre los indicadores.


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Todo este proceso parte de una evaluación de la información científico técnica disponible, las soluciones ya aplicadas y factibles de generalización, estudios de casos, el análisis del comportamiento OA de la empresa, de las posibles transferencias de tecnologías, patentes, normas técnicas y todos los procesos factibles de evaluar. Es importante precisar que el proyecto de cambio no puede partir de cero, tiene que apoyarse en soluciones previstas, la experiencia y la generalización. Los observatorios de Ciencia y Técnica y el uso de la ICT facilitan este proceso. No es posible investigarlo todo. Para poder comparar es necesario tener una caracterización objetiva del proceso con un conjunto de indicadores que caractericen el mismo y los indicadores a los que se quiere llegar, creando las condiciones necesarias para el desarrollo del proyecto de cambio. La caracterización en B es factible a partir de las condiciones de desarrollo actuales conocidas en T1.

El pronóstico de la empresa modelo en E requiere de una visión y el diseño de un escenario donde se manejen distintas alternativas ponderadas, su evaluación, análisis de riesgos, simulación, análisis de sensibilidad, DAFO y otras herramientas con el objetivo de definir a donde se quiere llegar a través de la planificación estratégica.

El futuro se padece o se predice. Los riesgos se identifican, se prepara la estrategia para enfrentarlos y se aplican las soluciones previstas en los casos necesarios.

El análisis de factibilidad económica, social, técnica y medio ambiental facilita la evaluación de alternativas, su selección y precisión de los objetivos y alcance del proyecto de cambio.

4.- El proyecto de cambio.

El equilibrio entre el entorno o el sistema externo a la empresa y el desarrollo del proyecto negocio es un proceso objetivo que se ejecuta independientemente de que se conozca o no. Si por un proceso de desarrollo estratégico se logra identificar o acercarse a las tendencias del desarrollo del sistema externo, se estará en posibilidades de realizar los ajustes necesarios a la proyección estratégica de la empresa. El proyecto de cambio tiene este objetivo.

El proyecto negocio representa el éxito o el fracaso de la empresa y es la fuente de análisis para la proyección del proyecto de cambio, que tiene como objetivo el ajuste de la estructura funcional y los procesos claves,

con el propósito de lograr el perfeccionamiento de los proyectos negocios, con una componente importante en la capacitación del hombre como centro del proceso de transformación, en función de las exigencias del entorno actual en el que los clientes son cada día mas exigentes con la calidad de los proyectos negocios.

El proyecto de cambio debe ser apoyado por el director de la empresa con el equipo que él determine, en el que se insertan los especialistas integrantes de la asesoría, mantiene una retroalimentación importante con los procesos claves y su incidencia en los proyectos negocios.

La estructura de desagregación del proyecto de cambio debe responder a la organización de la empresa y sus procesos claves, representados en tareas resumen o subproyectos. El proyecto de cambio debe tener una estructura que permita el desarrollo de la sinergia empresarial y debe funcionar de forma integrada, creando las condiciones para el perfeccionamiento del trabajo futuro de la empresa.

El proyecto de cambio debe desarrollar las etapas propias de un proyecto como son la Concepción, Planificación, Ejecución y Cierre a partir de los resultados del diagnóstico y el pronóstico.

4.1.- Concepción del proyecto de cambio.

La etapa de concepción comprende un conjunto de estudios en el marco de un proceso lógico, que se inicia con la información procesada en el pronóstico se definen y precisan los objetivos, los resultados, el presupuesto, el alcance, la calidad y la configuración con las hipótesis y análisis de riesgo. Se evalúa la propuesta, su factibilidad y al final de la etapa se aprueba el proyecto de cambio en el consejo de dirección de la empresa. En el caso de disponer de una sucesión de proyectos de cambios, se gestiona el comportamiento de los mismos en la base de datos de proyectos terminados.

Concepción.

Cliente

Objetivos

Resultados

Contratos. Base de datos

Planificación

Figura 7. Concepción del proyecto del cambio.

Fig. 7. Concepción del proyecto de cambio


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Se elabora un grafo aplicando las técnicas de sistema, donde se refleje la secuencia de ejecución de las tareas resumen y subproyectos de acuerdo con su configuración y responsables. [8]

La aprobación del proyecto permite la inscripción del mismo en una base de datos de proyectos en ejecución para pasar posteriormente a la etapa de Planificación.

4.2.- Planificación del proyecto de cambio.

El diseño del proyecto es la etapa en la que se define la planificación del mismo después de haber aprobado su etapa de concepción, donde fueron evaluados sus resultados e incidencias en el proyecto negocio, con los beneficios a obtener en el cumplimiento de los objetivos en función de las necesidades de la empresa. Esta etapa se desarrolla teniendo presente todas las definiciones dadas en la etapa anterior.

Id Nombre de tarea Duración

1 Proyecto de cambio 30 días2 Documentación 7 días3 Diagnóstico 3 días4 Expediente 4 días5 Concepción. 10 días6 Objetivos 2 días7 Requerimientos 3 días8 Restricciiones 3 días9 Riesgos 3 días10 Resultados 4 días11 Planificación 8 días12 Tarea 1 2 días13 Tarea 2 3 días14 Tarea 3 2 días15 Capacitación 5 días16 Montaje del sistema informatico2 días17 Montaje del curso personalizado2 días18 Instrucciones para su uso3 días19 Cierre 5 días20 Informe final 5 días

L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D11 abr '05 18 abr '05 25 abr '05 02 may '05 09 may '05 16 may '05

Tabla 1. Desagregación de las etapas del proyecto

Comprende la estructura de desagregación del proyecto con sus tareas, el cronograma de ejecución, los recursos y resultados a obtener con la participación de las partes interesadas y responsables se muestra en el gráfico.

La estructura de desagregación del proyecto haciendo uso del Project 2003 con sus tareas resumen cuenta con toda la información que se generó en las etapas anteriores.

Los líderes de los procesos claves tienen una incidencia importante en la ejecución de las tareas planificadas y la capacitación esta prevista en el contenido de las mismas con el propósito de garantizar el control de ejecución del proyecto.

4.3.- Ejecución del proyecto de cambio.

En las etapas de desarrollo de los proyectos de cambio, la ejecución constituye una de las más importantes por su complejidad y por la importancia en la toma de las decisiones necesarias para lograr los objetivos del mismo. A diferencia del proyecto negocio donde las órdenes de cambio son limitadas en el proyecto de cambio, por ser el proceso de transformación de la empresa éste está sujeto a variaciones durante su periodo de ejecución con una mayor flexibilidad. Esto también es peligroso ya que cambios sistemáticos no acorde con los objetivos, inducen riesgos imprevistos no deseados, que aparecen durante la ejecución del mismo. En algunos casos es preferible identificar los nuevos problemas inducidos por el proyecto de cambio y tomarlos en cuenta en el próximo. La aplicación de soluciones prematuras induce posibles riesgos. La visión y experiencia del director del proyecto de cambio en coordinación con el consejo de dirección es muy importante en este proceso.

En el análisis del avance del proyecto por cortes, aplicando la línea base, la

Id Nombre de tarea Duración

1 Proyecto de cambio 30 días2 Documentación 7 días5 Concepción. 10 días6 Objetivos 2 días7 Requerimientos 3 días8 Restricciiones 3 días9 Riesgos 3 días10 Resultados 4 días11 Planificación 8 días12 Tarea 1 2 días13 Tarea 2 3 días14 Tarea 3 2 días15 Capacitación 5 días19 Cierre 5 días

X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M X J V S D L M11 abr '05 18 abr '05 25 abr '05 02 may '05 09 may '05 16 may '05 23 may '05

línea de progreso en el corte I y el seguimiento en función de las acciones y tareas con su trabajo previsto y el % de avance físico de las mismas, se aplican procedimientos similares al proyecto negocio.

En el gráfico se muestra la línea de progreso y el avance físico de las tareas. Para este corte la tarea 9 esta atrasada.

Con este proceso se tienen definidas las tareas resumen que presentan atrasos y por tanto quedan definidos los conflictos que pueden ser ponderados de acuerdo con los problemas que presentan, para dar las soluciones de acuerdo con las prioridades establecidas en la estrategia.


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En el corte anterior I – 1 se detectaron las tareas con dificultades, se analizaron los conflictos y se fijaron las metas a lograr para este corte I con las acciones necesarias tanto por parte del director del proyecto como por la gerencia de la empresa y los lideres de los procesos claves en la toma de decisiones estratégicas.

En el intervalo previo al corte I se presentan las decisiones tácticas y entre ellas las operativas. Las decisiones estratégicas se desarrollan en los cortes con toda la información previa de la estructura funcional y los objetivos estratégicos del proyecto de cambio.

La caracterización de los conflictos con el análisis de la información requerida permite hacer un diagnóstico con el objetivo de realizar un control de ejecución del proyecto, tomar las decisiones y evaluar el desempeño en los distintos niveles de la estructura y los procesos claves. La identificación y caracterización del conflicto es el aspecto más importante, ya que de la misma depende la calidad de la solución. Cuando se identifica bien el conflicto siempre es factible buscar las posibles soluciones y seleccionar la mejor aplicando las técnicas mas adecuadas.

El análisis de la información, control, pronóstico, toma de decisiones y ajustes se desarrolla en las tareas que están en los intervalos de ejecución.

El proceso se repite en tantos cortes como tenga el proyecto y al final se pasa al cierre del proyecto de cambio.

4.4.- Cierre del proyecto de cambio.

En la etapa de concepción están previstos los objetivos, resultados e incidencias en el perfeccionamiento del proyecto negocio con los requerimientos y las restricciones. Por tanto en la etapa final de ejecución y antes de pasar al cierre del proyecto es necesario verificar su cumplimiento.

En esta etapa es necesario evaluar las desviaciones del último corte con relación a la línea base o programación inicial asociada al costo, el tiempo, la calidad y la logística. Es importante revisar la función objetivo y evaluarla con relación a los resultados obtenidos. El impacto se mide en la incidencia del proyecto de cambio en los proyectos negocios en ejecución depositados en la base de datos de proyectos en ejecución. El impacto se precisa una

vez que la capacitación se ha materializado y el hombre ha sido capaz de adquirir los conocimientos necesarios en el proceso de aprendizaje materializándolos en los proyectos negocios en los que participa. Es el proceso de convertir el conocimiento en valor materializado en los nuevos proyectos.

En el informe final del proyecto de cambio deben quedar definidos los aspectos más importantes a tratar en el próximo proyecto de cambio.

Uno de los aspectos más importantes recogidos en el proyecto de cambio es la capacitación personalizada de los participantes en los procesos claves que inciden en el desarrollo de los proyectos negocios.

5.- Modelo Estratégico Integrado para la capacitación del personal.

El perfeccionamiento empresarial requiere del uso de tecnologías de avanzada en términos de capacitación, con el objetivo de garantizar un desarrollo armónico entre el uso del equipamiento de alto desarrollo, sistemas informáticos actualizados y una alta calificación del potencial humano. La (DIP) apoyada por los sistemas informáticos profesionales como el MS Project, ha alcanzado un alto desarrollo tanto en el ámbito nacional como internacional. La capacitación del personal que de una forma u otra labora asociado a estas tecnologías, requiere de una atención personalizada de capacitación continua con el objetivo de lograr un alto desempeño en el desarrollo de sus funciones, apoyando el proyecto negocio. [10]

La necesidad de liderar el cambio para el desarrollo del sistema DIP, requiere de un modelo estratégico integrado de capacitación en función de las necesidades de conocimientos del hombre que participa en los procesos claves e inciden en el desarrollo de los proyectos negocio.

Cada empresa tiene objetivos característicos y diferenciados, por lo tanto requieren de lo que usualmente se designa como traje a la medida en materia de capacitación, a partir de un modelo que responda a las necesidades reales del desempeño en el puesto de trabajo de los especialistas que se desarrollan en los procesos claves, con su retroalimentación asociada a los problemas de su área de atención. Los sistemas actuales de capacitación tienen como objetivo brindar los conocimientos necesarios al especialista en su


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puesto de trabajo, para garantizar el proceso de cambio acelerado que se manifiesta en las empresas que trabajan por la excelencia, en busca de mantener una imagen competitiva en la que la satisfacción del cliente juega un papel importante.

La aplicación consecuente de un modelo estratégico integrado de capacitación dirigida, haciendo uso de las TICs permite liderar el cambio para garantizar el desarrollo de la DIP en las empresas que están en el proceso de perfeccionamiento empresarial a través de un proyecto de cambio.

El montaje del sistema de conocimientos en una plataforma informática, que permita dosificar el suministro de conocimientos siguiendo un modelo pedagógico acorde con los conocimientos y habilidades necesarias para el desempeño de sus funciones, es un objetivo principal del sistema.

El trabajo tutoral en el proceso de aprendizaje es indispensable y requiere de una atención importante por parte del profesor. En estos casos el correo electrónico y los servidores juegan un papel importante y es la mejor forma de evaluar el impacto de la capacitación en función de los avances en el proyecto negocio. La medida del impacto está acompañada de un sistema de estímulos, motivaciones, pertinencia y en algunos casos de señalamientos. Brinda elementos importantes para la evaluación del desempeño.

La capacitación en la DIP es una inversión. Se invierte tiempo en el perfeccionamiento y uso de las TICs para después recuperarlo aplicando las técnicas de ruta critica, optimización del tiempo y los recursos, en un ambiente integrado, en el que la inteligencia empresarial haciendo uso de la sinergia del equipo de proyecto logran el éxito de la empresa. Un equipo con ambiente de superación en función de una estrategia empresarial, que brinda soluciones a los problemas apoyado por la Ciencia y la Innovación Tecnológica, es un equipo de éxito.

Mientras mas soluciones se aportan, se incrementa la motivación por generar nuevas soluciones estableciendo una relación entre las necesidades de resolver los problemas y la capacitación.

6.- Conclusiones.

El desarrollo actual del perfeccionamiento empresarial requiere de la aplicación de nuevos métodos y un estilo

de trabajo que permita elaborar un proyecto de cambio a mediano plazo que logre una incidencia favorable en los proyectos negocios que ejecuta la empresa.

El desarrollo de los proyectos de cambio induce la necesidad de adquirir nuevos conocimientos.

El perfeccionamiento empresarial requiere como aspecto esencial, de la capacitación del personal que de una forma u otra trabaja en la ejecución de proyectos. La elaboración de un proyecto de cambio como vía para la implantación en las empresas, es una de las mejores formas de garantizar su perfeccionamiento en el menor plazo de tiempo, en el marco del presupuesto y con la calidad requerida. La metodología se basa en la integración de las áreas de comercial, planificación, economía, informática y recursos humanos en función del éxito de los proyectos negocios, desarrollando la sinergia que brinda la integración a nivel de empresa.

La organización del trabajo empresarial por proyecto permite precisar los objetivos, los resultados, responsables, aplicar los sistemas previstos de calidad, la logística y controlar el tiempo de ejecución acorde con lo planificado, aplicando las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones, permite crear las bases de datos de proyectos terminados con el objetivo de gestionar el conocimiento para compartir el mismo entre las partes interesadas, desarrollando un sistema de indicadores para evaluar el comportamiento de los proyectos en la empresa en un periodo dado, realizar un diagnóstico, un pronóstico y diseñar un proyecto de cambio ajustado a las necesidades de desarrollo de la empresa con el correspondiente programa de capacitación del personal estimulando el desarrollo de la inteligencia empresarial.

El desarrollo de consultorías y asesorías con sus correspondientes proyectos de cambio y programas de capacitación personalizada, ha permitido en estos últimos años el desarrollo acelerado de empresas, en el que la preparación del capital humano y el apoyo de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones han jugado un papel importante.

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[6] R. Delgado; Dr. Michael Fritsch, LGF, Agrarinformatik, LGF, Berlin. U. Humboldt. Estudio Logistico de proyectos. Kologische Hefte der wirstschaft. Helf 1 b / 2 001. pag. 89 – 98. ISBN-No 392603-95-0.

[7] R. Delgado. (2003). La Dirección Integrada por Proyectos haciendo uso de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones. Libro de texto en biblioteca del CETA. ISPJAE.

[8] R. Delgado. (2004). La Dirección Integrada por Proyectos haciendo uso de las Tecnologías de la Informática y las Comunicaciones. Libro de texto. DEADE. España. En biblioteca del ISPJAE.

[9] R. Delgado. Modelo Estratégico Integrado de estudio a distancia personalizado para la implantación de la Dirección Integrada por Proyectos en el marco del Perfeccionamiento Empresarial. TeleEdu. Palacio de Convenciones.

[10] Valdés Pilar F. .(2003) Teoría de la decisión en la empresa. Universidad de la Habana.


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Resumen—Se presenta el estudio numérico-experimental de un disipador de energía basado en plastificación de metales para protección sismorresistente de estructuras. El estudio está orientado a proponer un disipador Shear-Link que plastifique a partir de pequeños desplazamientos y a evaluar su comportamiento experimental. Se presenta la modelización numérica del dispositivo propuesto y su curva fuerza-desplazamiento, así como los resultados de los ensayos de caracterización histerética del modelo experimental sujeto a carga monotónica creciente y se obtiene su curva fuerza-desplazamiento para validar el modelo numérico. El modelo experimental fue fabricado con acero estructural convencional. Su forma en sección I permite potencialmente una disipación de energía óptima en toda el alma, además de que la disipación de energía es muy estable, siempre que se evite el pandeo local del alma. Su comportamiento, por tanto, es similar al de los arriostramientos metálicos excéntricos.

Introducción

En las últimas décadas gran parte de las investigaciones realizadas sobre el comportamiento estructural de edificios en zonas sísmicas, se han enfocado al desarrollo de sistemas de control sismorresistente, tanto para el diseño antisísmico de construcciones nuevas como para la rehabilitación de edificios dañados por estos fenómenos. Esto como una alternativa al diseño sismorresistente convencional basado en los conceptos de ductilidad y redundancia estructural, que permiten reducir en forma significativa las fuerzas inducidas por un sismo severo. Sin embargo, con la reducción de estas fuerzas se está aceptando que la estructura puede sufrir daños de cierta magnitud cuando se presente un sismo intenso, ya que ésta puede trabajar en el rango no lineal con la consecuente plastificación de algunos de sus elementos. Lo anterior, origina la aparición de deformaciones permanentes, generándose habitualmente daños en los elementos estructurales y no estructurales, especialmente en aquellas estructuras que tienen baja ductilidad, o son demasiado flexibles.

Los sistemas de control estructural a diferencia de lo

anterior, concentran los daños que se puedan presentar por la acción de un sismo severo, en ciertos elementos o conexiones que pueden ser fácilmente remplazados y cuyo fallo no ponen en peligro la seguridad global de las estructuras o bien el efecto del movimiento sísmico puede ser desviado de la estructura a otros elementos diseñados especialmente para ello, de forma que las vibraciones originadas por la acción del sismo, no dañen las edificaciones y puedan ser amortiguadas, sin daño a la estructura principal.

Descripción y características de los disipadores “SL”

El disipador Shear-Link propuesto está basado inicialmente en el arriostramiento excéntrico de pórticos ya que la forma global es una sección en I bien rigidizada como muestra la figura 4. Esta sección en I permite potencialmente una disipación de energía óptima en toda el alma. Sin embargo, el sistema no está basado en formas estándar o especialmente soldadas. El dispositivo se obtiene por fresado a partir de una platina plana. Este proceso de fabricación propuesto por Cahís (1998) permite áreas disipativas muy delgadas sin soldar. Por otra parte, como en las diagonales excéntricas, la disipación de energía es muy estable siempre que se evite el pandeo local del alma.

Otra característica importante del dispositivo SL es que presenta un modo doble de trabajo. Inicialmente la energía es disipada principalmente en el alma por las tensiones uniformes de cortante en un “modo de cortante”. Después de la degradación del alma los rigidizadores continúan disipando energía en un modo de flexión. La deformada cambia significativamente entre estos modos de una lineal a otra curvada. La importancia de esta característica es que proporciona un sistema robusto que continúa disipando energía incluso después de que el alma se degrada. Aunque en el diseño de la conexión se cuenta sólo con el primer modo de trabajo, el segundo proporciona un factor de seguridad adicional.

Un Disipador Shear-Link para Diseño Sismorresistente de Estructuras

Francisco Hurtado Soto 1 y Luis M. Bozzo Rotondo2

1 Profesor e Investigador Titular, Departamento de Estructuras

2 Gerente de proyectos, Luis Bozzo Estructuras y Proyectos


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Análisis numérico por plasticidad

Para definir la forma y características óptimas del disipador, se realizó la comparación de cuatro dispositivos preliminares básicos llamados Disip1SL30_2, Disip2SL30_2, Disip3SL30_2 y Disip4SL30_2. Todos tienen en común dos rigidizadores verticales (20 mm. de ancho) en ambos extremos laterales, el ancho es de 300 mm, el espesor de la ventana es de 2mm. y el espesor de la placa inicial de 20 mm. El primer dispositivo tiene 200 mm. de altura y 10 mm. el rigidizador vertical (además de los dos en los extremos antes indicados). Por consiguiente este dispositivo tiene dos áreas fresadas de 125x200 mm. El segundo dispositivo adiciona un rigidizador horizontal de 10 mm; así las áreas fresadas son 125x95 mm. El objetivo es incrementar su resistencia contra el abollamiento. En esta línea el tercer dispositivo tiene dos rigidizadores horizontales, para que las áreas fresadas sean de 125x60 mm. El último dispositivo preliminar reduce la altura vertical a 110 mm. manteniendo un rigidizador horizontal. Las dimensiones para este dispositivo son presentadas en la figura 4(a).

El análisis plástico no lineal se ha realizado usando el programa de ordenador ANSYS. El modelo para todos los casos corresponde al endurecimiento por deformación isotrópico dando la relación esfuerzo-deformación completa del material. Esta relación se obtuvo experimentalmente para un material “estándar”. La figura 1 muestra los esfuerzos de Von Mises para un desplazamiento relativo impuesto de 20 mm. para los dispositivos Disip3SL30_2 y Disip4SL30_2. Estos esfuerzos son uniformemente distribuidos en todas las ventanas disipativas, indicando un máximo provecho del material. Además esto indica que los rigidizadores no afectan significativamente la disipación.

Disip3SL30_2

Disip4SL30_2Figura 1 Esfuerzos de Von Mises para los dispositivos

Disip3SL30_2 y Disip4SL30_2.

La figura 2 presenta las curvas fuerza-desplazamiento para los dispositivos preliminarmente propuestos de 200 mm. de altura vertical. El objetivo es estudiar la influencia de los rigidizadores en la fuerza de plastificación y la pendiente post-plastificación. El aumento de rigidizadores origina un incremento pequeño en la fuerza de plastificación, aunque la pendiente post-plastificación se mantiene prácticamente constante en todos los casos. Por consiguiente, la energía disipada total se incrementa con el aumento del número de rigidizadores, aunque el área fresada está reducida por ellos. Este resultado se explica por el aumento de rigidez. Para propósitos del diseño, sin embargo, todos estos dispositivos tienen un comportamiento muy similar con respecto a la curva fuerza-desplazamiento.

CURVA FUERZA-DESPLAZAMIENTO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Desplazamiento

Fza.

Cor

tant

e

Disip1SL30_2 Disip2SL30_2 Disip3SL30_2

Figura 2. Curvas fuerza-desplazamiento monotónicas nolineales para los dispositivos preliminares con 200 mm de

altura disipativa.


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La Figura 3(a) presenta curvas similares pero sólo para el Disip2SL30_2 (200 mm de altura vertical) y el Disip4SL30_2 (110 mm de altura vertical) de los dispositivos propuestos preliminarmente. En este caso es notorio el aumento en la rigidez debido a la reducción en la dimensión vertical. Por consiguiente, la resistencia a la plastificación también se aumenta puesto que el desplazamiento de plastificación es relativamente constante entre estos dos dispositivos preliminares. La pendiente post-plastificación también es relativamente constante aunque hay un incremento pequeño en la rigidez debido a la reducción en la altura vertical. Con respecto a la energía disipada es significativamente más grande para el dispositivo más rígido y estos resultados se explican demandando una mayor capacidad de deformación en el material.

La figura 3(b) muestra la influencia del endurecimiento por deformación en la curva fuerza-desplazamiento monotónica para el dispositivo Disip2SL30_2. El modelo sin endurecimiento muestra un incremento pequeño en la fuerza debido a zonas que inicialmente no alcanzan el punto de plastificación. La curva es relativamente plana después de la plastificación indicando que el dispositivo plastifica casi completamente al mismo desplazamiento. Este resultado también indica que para un desplazamiento relativo impuesto de 20 mm las deformaciones son mucho más grandes que las correspondientes al inicio de plastificación demandando una capacidad de deformación grande.

CURVA FUERZA DESPLAZAMIENTO

0

50

100

150

200

250

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Desplazamiento

Fza.

Cor

tant

e

Disip2SL30_2 Disip4SL30_2

(a)

Figura 3 Curvas fuerza desplazamiento monotónicas no lineales para los dispositivos:

a) que incluyen un rigidizador horizontal pero con 110 y 2 mm de altura disipativa

La tabla 1 resume los resultados del proceso de selección. Los dispositivos Disip1SL30_2 y Disip2SL30_2 son descartados debido a la presencia de pandeo local. El desplazamiento relativo de los disipadores durante un movimiento sísmico severo puede ser aproximadamente 10mm, por consiguiente el desplazamiento del pandeo local debe ser más grande que este valor. Los desplazamientos de inicio del pandeo local para estos dos dispositivos son sólo de 4.98 y 8.95 mm.

Los dispositivos Disip3SL30_2 y Disip4SL30_2 tienen desplazamientos de inicio de pandeo local de 17.87 y 14.2 mm, respectivamente. Las ventajas principales del dispositivo Disip4SL30_2 comparadas con el Disip3SL30_2 es su rigidez más grande y disipasión de energía, así como su área fresada más pequeña. Sin embargo, estas ventajas requieren una ductilidad del material más grande. Por consiguiente, la deformación máxima en el dispositivo para un desplazamiento relativo de 20mm es 0.290, mucho más grande que la deformación máxima de 0.151 para el otro. Sin embargo esta capacidad de deformación del material es admisible dado que el máximo desplazamiento relativo de 20 mm considerado es el doble del desplazamiento de trabajo del disipador (entre 0 y 10mm). Por consiguiente el dispositivo seleccionado es el Disip4SL30_2 denominado en adelante dispositivo SL30_2.

CURVA FUERZA-DESPLAZAMIENTO

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Desplazamiento

Fza.

Cor

tant

e

Disip2SL30_2 Disip2SL30_2bl

(b)

b) para el dispositivo Disip2SL30_2 incluyendo y sin incluir el endurecimiento del material


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Fig. 4(a) Dimensiones para el dispositivo Disip4SL30_2

Fig. 4(b) Modelo experimental SL30_2 ensayado en ISMES, Italia

Tablas de diseño para los dispositivos “SL”

Como se indicó anteriormente la dimensión vertical para los dispositivos SL propuestos se fija en 110 mm, incluyendo un rigidizador horizontal, tal como se muestra en la figura 4(a). Estos dispositivos son denominados desde este punto como SLX_Y dónde X denota el ancho total e Y denota el espesor del alma. El parámetro X varía entre 50 y 500mm y el parámetro Y puede ser 2,3,4 o 5 mm. para cada valor dado de X. Consecuentemente hay 32(4x8) diferentes dispositivos bajo un patrón de respuesta similar, proporcionando una variedad de conexiones no lineales para seleccionar. Por ejemplo la fuerza de plastificación entre estos dispositivos varía de 13.65 kN a 435.5 kN.

La tabla 2 presenta un resumen de los parámetros de diseño más relevantes para estos dispositivos. Para desarrollar esta tabla se realizó una prueba de calibración numérico-experimental en el Laboratorio de ISMES (Bergamo, Italia) para el dispositivo SL30_2 mostrado en la figura 4(b). El objetivo de la prueba fue doble: (1) calibrar el modelo no lineal realizado con el programa ANSYS y (2) Estudiar la influencia de la conexión atornillada en las curvas histeréticas y su fatiga. Las pruebas experimentales fueron cíclicas para que la curva monotónica mostrada en figura 5 corresponda al esqueleto de la figura 6(b). La figura 5 muestra esta calibración numérico-experimental indicando que se puede obtener

Tabla 1 Criterio de selección para las dimensiones del disipador SL definitivo

CRITERIO DE SELECCIÓN Disip1SL30_21. Área fresada (cm2) 500 475 450 250

2. Número de ventanas 2 4 6 43. Reacciones horizontales max.

(kN)154,54 160,392 167,015 229,296

4. Reacciones verticales máximas (kN)

13,064 13,835 14,596 15,152

5. Deformación máxima 0,1437 0,1470 0,1515 0,2902

6. Deformación angular máxima 0,1651 0,1687 0,1749 0,3304

7. Rigidez inicial (kN/cm) 2 300,35 2 422,05 2 552,15 3 238,60

8. Pendiente post-plastificación 34,986 37,2273 41,3124 64,65849. Energía disipada (J) 2370 2480 2600 3460 10. Fza. de inicio de plastificación

(kN)85,984 87,425 88,258 102,016


31

una buena correlación usando el modelo de plasticidad relativamente simple con endurecimiento isotrópico. Esto es considerado una ventaja del dispositivo comparado con otros basados en fricción o en la respuesta viscoelástica que son más difíciles de modelar. Por ejemplo los dispositivos de fricción son significativamente afectados por la velocidad de deslizamiento o presión de contacto normal. Por otra parte los dispositivos viscosos son afectados por la temperatura. En contraste el acero es un material más simple de modelar y estable bajo una variedad de condiciones medioambientales.

El segundo objetivo experimental fue más complejo ya que involucró varios detalles de conexión para determinar la fatiga potencial debido a cargas continuas como el viento. Los tornillos fueron todos de 20 mm. de diámetro pero su fuerza de pretensado o las dimensiones de los agujeros fueron variadas entre 21, 22 y 24 mm. Se realizaron pruebas cíclicas para obtener curvas histeréticas y de fatiga.

CURVA FUERZA DESPLAZAMIENTO

0

50

100

150

200

250

300

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

Desplazamiento (cm)

Fuer

za C

orta

nte

(kN)

CURVA ESQUELETO CURVA NUM ÉRICA

Figura 5 Curva fuerza-desplazamiento monotónica, experimental y numérica para el dispositivo SL30_2

La Figura 6 muestra las curvas histeréticas para la conexión con la tolerancia más reducida, es decir agujeros de 21 mm. La figura 6(a) incluye el deslizamiento en la conexión mientras la curva en 6(b) no incluye este deslizamiento (Esto indica que la primera curva es obtenida usando transductores de desplazamiento sobre los agujeros y la segunda curva dentro de los agujeros). La fuerza de plastificación experimental fue aproximadamente de 150 kN y el desplazamiento de plastificación aproximadamente de 0.5-1 mm. La energía disipada total acumulada antes de cualquier degradación de los dispositivos fue de 77.528 kN.mm y 53.851 kN.mm para la primera y segunda curva, respectivamente. Para el segundo caso la energía disipada total después de la degradación del dispositivo, es decir incluyendo el modo

de flexión, fue de 97.21 kN.mm. Esto indica que una energía adicional significativa puede lograrse por el modo de flexión así como por el deslizamiento de la conexión. Sin embargo, el deslizamiento no es considerado una buena característica de la respuesta puesto que es difícil de predecir además del impacto que ocasiona. Por consiguiente la tolerancia debe ser reducida tanto como sea posible, sólo para instalar los dispositivos.

CURVA HISTERETICA (PR5, ECO85)

-300

-200

-100

0

100

200

300

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Desplazamiento (mm)

Fuer

za (k

N)

Fig. 6(a) Curva histerética incluyendo deslizamiento de la conexión atornillada

CURVA HISTERETICA (PR5, ECO85)

-300

-200

-100

0

100

200

300

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Desplazamiento en la zona disipativa (mm)

Fuer

za (k

N)

Fig. 6(b) Curva histerética sin incluir deslizamiento de la conexión atornillada

Con respecto a la fatiga debida a cargas repetitivas como el viento, ésta fue observada pero después de un número grande de ciclos, incluso para un desplazamiento impuesto grande. Esto fue un resultado bastante sorprendente ya que inicialmente fue estimado para un número pequeño de ciclos en + - 10mm. Experimentalmente se observó que incluso con este desplazamiento relativo grande el número de ciclos fue más de cien. Este resultado se explica por el deslizamiento de las conexiones atornilladas que redujeron la deformación plástica significativamente en los dispositivos, particularmente después de los ciclos


32

iniciales. El modo de fallo experimental fue fatiga de las conexiones verticales atornilladas que sujetaron los dispositivos a la máquina de prueba. Debido a las restricciones experimentales estos tornillos fueron soldados a una placa horizontal, rellenando los agujeros de 21 mm. Esta soldadura falló después de un número grande de ciclos, probablemente por el impacto continuo causado por el deslizamiento de los tornillos en los agujeros. Teniendo en cuenta que el desplazamiento

relativo debido a las cargas del viento será mucho más pequeño que 10 mm puede concluirse de las pruebas que la fatiga no es una restricción en estos dispositivos, por lo menos, proporcionando una tolerancia mínima de 1 mm en los agujeros.

Los dispositivos normalmente se instalan después de completar la construcción de la estructura, para que estos no soporten cargas verticales significativas.

Tabla 2. Parámetros más relevantes para el diseño de los dispositivos

Device e K1 K2 dy fy Dy Fy Fmax Da Ed

SL5_2

SL5_3

SL5_4

SL5_5

2

3

4

5

546.1

663.5

763.8

834.3

14.4

13.4

11.8

8.8

0.250

0.321

0.357

0.357

13.65

21.30

27.27

29.78

0.463

0.549

0.628

0.716

25.27

36.40

47.96

59.76

47.32

56.59

65.26

72.93

39.93

89.87

54

69

84

972

3

4

5

22.1

21.6

20.1

17.4

0.250

0.277

0.304

0.331

31.85

45.55

60.16

73.26

0.437

0.491

0.540

0.600

55.68

80.67

106.86

133.00

89.56 29.81

67.10

109

146

182

2162

3

4

5

22.4

23.3

22.9

22.3

0.250

0.268

0.286

0.321

57.15

78.51

99.91

123.78

0.567

0.565

0.573

0.618

129.60

165.55

200.20

238.33

20.29

45.66

81.18

216

271

325

3772

3

4

5

24.1

24.9

25.8

24.0

0.250

0.268

0.286

0.321

74.28

106.66

134.97

168.93

0.536

0.527

0.553

0.596

159.18

209.68

261.00

313.46

15.96

35.92

63.85

99.77

262

339

414

489


33

Consecuentemente debido a las deformaciones del edificio, la tolerancia siempre es necesaria para instalar los dispositivos.

0

50

100

150

200

250

300

0 0.5 1 1.5 2

Fza. cortante (kN)

Desplazamiento (cm)

Dy, Fy

Dmax, Fmax

dy, fy

K1

K2

AREA= Ed

Figura7. Parámetros de las tabla 2

Conclusiones

El dispositivo tiene una excelente capacidad de disipación de energía que básicamente realiza por deformación inelástica del alma y se caracteriza por que la distribución de las tensiones en el área disipativa es casi uniforme, similarmente a la distribución del cortante en el alma de una viga de sección I.

El disipador SL propuesto, presenta un modo doble de trabajo. Inicialmente la energía es disipada principalmente en el alma por los esfuerzos uniformes de cortante en un modo de cortante. Después de la degradación del alma los rigidizadores continúan disipando energía en un modo de flexión, proporcionando con esto un sistema robusto que continua disipando energía incluso después de que el alma se degrada.

La calibración de la curva fuerza-desplazamiento del modelo numérico con la curva esqueleto del modelo experimental nos indica que se puede obtener una buena correlación usando el modelo de plasticidad relativamente simple con endurecimiento isotrópico. Esto se considera una ventaja del dispositivo comparado con otros basados en fricción o en la respuesta visco-elástica que son más difíciles de modelar ya que los dispositivos de fricción son afectados por la velocidad de deslizamiento o presión de contacto normal y los dispositivos viscosos son afectados por la temperatura.

Todos los dispositivos plastifican bajo desplazamientos muy bajos del orden de 0.2 – 0.3 mm., mientras que las

fuerzas de plastificación varían entre 13 y 435 kN con energía disipada entre 54 y 1160 kN.cm respectivamente.

El dispositivo puede ser utilizado para protección sismorresistente de edificios existentes o para proporcionar ductilidad a edificios de nueva construcción.

Empleando la tabla de diseño presentada en este artículo, es relativamente simple analizar sismicamente edificios equipados con este tipo de conexiones histeréticas.

Referencias

[1] Bozzo, L.M., Cahís, X. y Torres, Ll. (1998), “A shear type energy dissipator for the protection of masonry infill walls.” Proceedings of the Sixth U.S. National Conference on Earthquake Engineering: Seattle, Washington.

[2] Bozzo, L. and Barbat A. (1999), “Diseño sismorresistente de edificios. Técnicas convencionales y avanzadas”, Editorial Reverte, Barcelona.

[3] Bozzo L. (2000), “An inovative elasto-plastic energy dissipator for the structural and non-structural building protection”, 12th World Conference on Earthquake Engineering: Auckland, New Zeland.

[4] Hurtado S. F. (2006), “Propuesta de disipador genérico “SL” para edificios y su diseño sismorresistente”. Tesis Doctoral, Barcelona.

[5] Kasai, K. and Popov, E.P. (1986), “Cyclic web buckling control for shear link beams”, Journal of Structural Engineering”, ASCE: 110(3), pp. 505-523.

[6] Rai, D.C. and Wallace, B.J.(1998), “Aluminium Shear-links for enhance seismic resistance”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics: 27, pp. 315-342.

[7] Roeder, C.W., and Popov, E.P. (1977), “Inelasticbehavior of eccentric braced steel frames under cyclic loadings”. EERC Report no. 77-18, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley.

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