PROYECTOS FINALES DE GRADO

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Análisis comparativo de las mezclas asfálticas utilizando el cemento asfaltico convencional y el cemento asfaltico modificado verificando a la deformación permanente
(FCyT UNCA, 2023-01) BENITEZ CÁCERES, NATHALIA ARAMMI ; FLORENTÍN VENIALGO, HUGO JOSÉ; OTTAVIANO, VIAL RAFAEL
La investigación se enfoca en evaluar el comportamiento y desempeño mecánico de dos tipos de mezclas asfálticas. Mediante la metodología Marshall y el Wheel Tracking Test, se estudia la resistencia de ambas mezclas a la deformación permanente, tomando como referencia un tramo de la ruta PY02, entre los kilómetros 184 y 218. El objetivo principal es mejorar el desempeño del pavimento a través del uso de cemento asfáltico modificado tipo 1. Para asegurar una comparación precisa, se diseñan ambas mezclas bajo las mismas condiciones, utilizando la misma granulometría y agregados, con la única variable de cambio siendo el tipo de cemento asfáltico. El Wheel Tracking Test es clave en este análisis, ya que simula las condiciones de tránsito, midiendo la resistencia al ahuellamiento, uno de los principales problemas en pavimentos sometidos a cargas de tráfico pesadas. Los resultados permitirán identificar cuál de las dos mezclas asfálticas ofrece mejor resistencia y durabilidad, proporcionando una propuesta que podría ser implementada en futuras construcciones viales. El uso del cemento asfáltico modificado tipo 1 se presenta como una solución viable para reducir la deformación permanente y aumentar la vida útil del pavimento, lo que a su vez contribuye a una mayor eficiencia en las carreteras del país. Este análisis comparativo busca no solo mejorar las condiciones de las vías ya existentes, sino también ofrecer una alternativa más duradera y resistente para futuras infraestructuras, con beneficios directos en términos de costos y mantenimiento vial.
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS VARILLAS DE POLÍMERO REFORZADO EN FIBRA DE VIDRIO (PRFV) CON RELACIÓN A LAS VARILLAS DE ACERO CONVENCIONALES EN VIGAS A FLEXIÓN
(FCyT UNCA, 2023-08) BARRETO MARTÍNEZ, JUNIOR CARLOS IGNACIO ; VARGAS FERNÁNDEZ, FABIO ARIEL ; RAMÍREZ VILLANUEVA, FREDY GABRIEL
Este estudio realiza un análisis comparativo entre las varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y las varillas de acero convencionales en vigas sometidas a flexión. El objetivo es evaluar las propiedades mecánicas y el comportamiento estructural de ambas opciones de refuerzo en vigas bajo cargas de flexión. Se lleva a cabo un estudio experimental en el que se fabrican vigas de tamaño y geometría similares, utilizando tanto varillas de PRFV como de acero. Estas vigas se someten a pruebas de carga hasta el punto de falla, registrando los valores de carga y deflexión en diferentes puntos de la viga. Los resultados obtenidos se analizan y comparan en términos de capacidad de carga, rigidez, resistencia al agrietamiento y deflexión en servicio. El análisis comparativo revela las ventajas y desventajas de cada opción de refuerzo, lo que permite tomar decisiones informadas sobre su implementación en proyectos de ingeniería civil. Además, se discuten las posibles aplicaciones de las varillas de PRFV en la construcción de estructuras de concreto armado, considerando tanto aspectos económicos como de sostenibilidad.
ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LAS LOSAS MACIZAS TRADICIONALES Y EL SISTEMA U-BOOT
(FCyT UNCA, 2021-05) RODRÍGUEZ BÁEZ, JESSI TAMARA ; RAMÍREZ VILLANUEVA, FREDY GABRIEL ; ROMERO, OSVALDO RAMÓN
Este Proyecto Final de Grado tiene como objetivo estudiar y comparar diferentes modelos de losas, evaluando tanto losas macizas como aligeradas con el sistema U-Boot. Se examinan las tensiones y deformaciones en cada tipo de losa, variando los espesores de la losa maciza y ajustando la altura de los encofrados y el ancho de los nervios en las losas aligeradas. Para llevar a cabo este análisis, se utilizó un software de cálculo estructural basado en el método de los elementos finitos, específicamente el Software SAFE. El estudio se centra en el comportamiento estructural de ambos tipos de losas, comparando los resultados obtenidos para determinar en qué condiciones se vuelve más eficiente la utilización de las losas aligeradas con el sistema U-Boot. A lo largo del análisis, se identificaron las configuraciones más adecuadas en términos de tensiones, deformaciones y viabilidad económica. Entre los principales resultados, se encontró que el sistema de aligeramiento con U-Boot es estructuralmente factible en todos los casos estudiados, logrando una reducción de aproximadamente el 35% del peso en comparación con las losas macizas. Esta disminución en el peso tiene un impacto positivo en las dimensiones de vigas, pilares y fundaciones, lo que puede llevar a un diseño más eficiente y económico. Desde una perspectiva económica, se concluyó que la utilización del sistema U-Boot es ventajosa a partir de luces de 6 metros, siendo el modelo óptimo el que presenta una luz de 7 metros. En base a estos resultados, el estudio sugiere que las losas aligeradas con U-Boot no solo ofrecen beneficios estructurales significativos, sino también una reducción de costos a partir de ciertos parámetros específicos en el diseño de las losas.
Análisis de datos de Auscultación Cuantitativa del bloque E-06 de la Presa ITAIPU utilizando Redes Neuronales Artificiales
(FCyT UNCA, 2021-12) BARRETO MELGAREJO, CÉSAR ALBERTO ; RAMÍREZ VILLANUEVA, FREDY GABRIEL ; MIRANDA ROJAS, RICARDO E.
Este trabajo de tesis se enfoca en el análisis del comportamiento estructural de presas mediante el uso de redes neuronales artificiales, con el objetivo de optimizar el monitoreo de estas grandes infraestructuras. Las presas, como obras hidráulicas de contención, cumplen diversas funciones esenciales, como la generación de energía, el abastecimiento de agua y el control de los niveles hídricos. Dado el impacto ambiental, económico y social que generan, es fundamental proyectar, construir y monitorear cuidadosamente estas estructuras. La presa de Itaipú, una de las más grandes del mundo, cuenta con un complejo sistema de monitoreo que incluye más de 2,700 instrumentos instalados en el hormigón y la fundación de la estructura, además de un conjunto de 5,268 drenes que controlan el flujo de agua en la presa. Estos instrumentos proporcionan información clave sobre el comportamiento de la estructura, pero la gran cantidad de datos y la diversidad de las unidades de medida hacen difícil realizar un análisis global que permita entender plenamente el rendimiento de la presa. El propósito de esta tesis es utilizar redes neuronales artificiales para analizar los datos generados por los diferentes instrumentos instalados en la presa de Itaipú, con el fin de identificar relaciones entre ellos. Este enfoque tiene el potencial de prever el comportamiento de ciertos instrumentos en función de otros, facilitando así un monitoreo más eficiente y proactivo. Al predecir las condiciones futuras, se pueden tomar medidas preventivas para evitar posibles fallas estructurales, lo que contribuirá a mejorar la seguridad y eficiencia operativa de la presa. El proyecto propone una metodología innovadora que combina ingeniería estructural con técnicas de inteligencia artificial, lo que podría tener aplicaciones significativas en el monitoreo y mantenimiento de otras infraestructuras similares a nivel mundial.
ANÁLISIS DE LA FIBRA DE CARBONO COMO ALTERNATIVA PARA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL EN VIGAS DE HORMIGÓN ARMADO
(FCyT UNCA, 2022-09) CABALLERO CÁCERES, DIANA MADELEINE ; RAMÍREZ VILLANUEVA, FREDY GABRIEL
La presente tesis aborda la problemática creciente de la reparación y el reforzamiento de edificaciones de hormigón armado, una preocupación compartida por muchos países en el mundo. A pesar de la creencia generalizada de que las estructuras de hormigón armado tienen una vida útil prolongada y requieren poco mantenimiento, la realidad demuestra que un número considerable de edificaciones necesita ser reparado o reforzado para mantener su funcionalidad y seguridad estructural. A medida que avanza la tecnología del hormigón, también se incrementan las demandas de desempeño y durabilidad de las construcciones civiles. El objetivo de esta investigación es ofrecer una solución innovadora para el reforzamiento estructural, utilizando un material compuesto por fibra de carbono para mejorar las vigas de hormigón armado. El uso de la fibra de carbono como material de refuerzo se estudia como una alternativa efectiva para incrementar tanto la capacidad de flexión como la resistencia al cortante de las vigas. El refuerzo a flexión busca aumentar el valor del momento último de la sección, mientras que el refuerzo a cortante tiene como objetivo mejorar la respuesta de la viga frente a esfuerzos cortantes. A través de este enfoque, la investigación pretende demostrar cómo la fibra de carbono puede ser una herramienta viable para prolongar la vida útil de las estructuras de hormigón armado, evitando pérdidas económicas significativas y maximizando el rendimiento estructural. Esta solución responde a la necesidad de mantener las inversiones en edificaciones, promoviendo el uso de tecnologías avanzadas para asegurar la integridad y seguridad de las construcciones civiles en el largo plazo.
ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL HORMIGÓN UTILIZADO EN CONSTRUCCIONES CIVILES DE LA CIUDAD DE CORONEL OVIEDO
(FCyT UNCA, 2020-01) SERVIN GONZÁLEZ, MARIO JAVIER; ROJAS HOLDEN, ROBERTO
El estudio presenta un análisis exhaustivo de la resistencia del hormigón utilizado en obras civiles en Coronel Oviedo, Paraguay. El hormigón, compuesto por cemento Portland, agregados, agua y aditivos, es un material clave en la construcción de viviendas, edificios y otras infraestructuras. La investigación se centra en evaluar la calidad de este material, considerando cada fase del proceso: desde la selección de los componentes hasta la instalación y el curado en obra. Se recolectaron y analizaron 13 muestras de diferentes proyectos, haciendo énfasis en los procedimientos y herramientas empleados, así como en los factores que contribuyen a la variabilidad de los resultados. Se aplicaron normas internacionales, como las del Instituto Americano de Concreto (ACI) y la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM), para garantizar un marco metodológico riguroso. A través de este análisis comparativo, se profundiza en la importancia de la resistencia del hormigón como indicador de calidad, utilizando parámetros estadísticos para su diseño y control. Al final, se establecen límites y criterios basados en las normativas para determinar el grado de calidad aceptable en el hormigón empleado en proyectos de construcción. Esta investigación contribuye significativamente al mejoramiento de las prácticas constructivas y al fortalecimiento de la infraestructura civil en la región.
Estudio y comparación de un nivel de transición con losas macizas postensadas mediante el método de los elementos finitos
(FCyT UNCA, 2021-05) GODOY ESCOBAR, DELIA DEL ROCÍO ; MARTÍNEZ MARÍN, ARIEL
Este proyecto final de grado tiene como objetivo principal estudiar y comparar los estados de tensiones y deformaciones en un nivel de transición de hormigón postensado, variando la cantidad y disposición de los cabos de acero, así como la altura de la losa. Para ello, se utilizó un software de cálculo basado en el método de los elementos finitos, específicamente el Software Adapt Floor Pro. El estudio se centra en analizar el comportamiento estructural de las losas postensadas en niveles de transición, observando cómo las tensiones y deformaciones varían en función de diferentes configuraciones. Se compararon los resultados obtenidos en cada caso para identificar las soluciones más factibles y económicas. Una parte fundamental del análisis fue determinar las ventajas del uso del hormigón postensado frente al hormigón convencional. A través de la investigación, se evidenció que los niveles de transición con tendones distribuidos a lo largo del eje vertical cumplieron con los requerimientos tanto técnicos como económicos, lo que los convierte en la opción más viable. Entre los principales resultados, se destacó la importancia de utilizar el mínimo espesor de losa que garantice la precompresión y la deflexión máximas admisibles, optimizando así los costos y el rendimiento estructural. El proyecto concluye con recomendaciones sobre el uso de hormigón postensado, demostrando su eficiencia en términos de comportamiento estructural y costo en comparación con el hormigón convencional.
TÉCNICAS DE APRENDIZAJE AUTOMÁTICO PARA ANÁLISIS A FLEXIÓN EN VIGAS RECTANGULARES DE HORMIGÓN ARMADO
(FCyT UNCA, 2020-10) RAMÍREZ VILLANUEVA, FREDY GABRIEL ; CARDOZO LÓPEZ, SERGIO DANIEL
Este proyecto analiza el uso de cuatro técnicas de aprendizaje automático: Regresión Lineal (LR), Máquinas de Soporte Vectorial (SVM), Redes Neuronales Artificiales (ANN) y Aprendizaje de Máquina Extremo (ELM) en el estudio de vigas rectangulares de hormigón armado sometidas a flexión. Inicialmente, se desarrollaron dos algoritmos: uno para calcular el momento último resistente de una sección rectangular de hormigón armado y otro para calcular las flechas mediante el diagrama momento-curvatura, siguiendo los lineamientos del Eurocódigo Nº 2. Utilizando estos algoritmos, se generó una base de datos con las propiedades de las secciones, incluyendo la resistencia del acero y el hormigón, y los parámetros geométricos y de armado. Esta base de datos fue sometida a un análisis de componentes principales (PCA), que permitió desacoplar las variables geométricas de las relacionadas con la resistencia de los materiales. Se utilizaron las técnicas de aprendizaje automático para predecir el momento último resistente de las secciones. El mismo enfoque fue aplicado para el análisis de flechas, generando una base de datos con los valores de los parámetros geométricos y de carga, así como la flecha calculada. Los resultados mostraron que la Regresión Lineal no era confiable para este análisis, mientras que SVM, ANN y ELM ofrecieron predicciones más precisas, destacando el método ANN por su precisión. ELM, por su parte, se destacó por su simplicidad y eficiencia computacional. Finalmente, se utilizó ANN para predecir la resistencia característica del hormigón a partir de la flecha, concluyendo que las técnicas de aprendizaje automático son herramientas potentes para el análisis de vigas de hormigón y tienen potencial para aplicarse en estructuras en general.

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