Clases Cimentaciones
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CURSO
CIMENTACIONE
Profesor
Dr. Ing. Arnaldo Carrillo G
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CURSO : CIMENTACIONES
PROFESOR: Dr. Ing. Arnaldo Carril lo G
Cdigo : IC0804rea Acadmica : GeotecniaCrditos : 03
OBJETIVOEl estudio de las cimentaciones apoyadas en los suelos del Perlos conceptos tericos de la Mecnica de Suelos llevados en lhacen de este curso de especialidad indispensable para la form
ingeniero civil en el diseo y construccin de las cimentacioneregiones del pas donde se presentan condiciones especiales desttico y dinmico, deformaciones por infilt racin de agua en scohesivos, as como estabilidad de taludes y mejoramientosistemas de aplicacin moderna.
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PARMETROS DEL CURSO
CONTROL DEL APREDIZAJEEl Examen Parcial de tipo convencional consiste en diez pconceptual (10 puntos)y un problema prctico sobre la cimentaciingeniera sobre los suelos especiales del Per (10 puntos).
El Examen Final es la entrega del Informe Final del Trabajodesarrollado durante el semestre, al que se suman las evaluadurante las exposiciones y avances de la investigacin, tradutcnicos y reportes de visitas al campo y asistencia a conferencia
Se tomarn un mnimo de cinco prcticas escri tas, dejando la el estudiante pueda faltar o anular una, por lo que el promedio finefectuar sobre cuatro notas vlidas.
Durante el semestre se desarrollarn trabajos individualconsiderndose en todos los casos la evaluacin individual de ca
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PRESENTACIN DE INFORMESEl texto traducido al espaol del contenido completo de la lecturalumno, deber ser entregado incluyendo los diagramas, grficosque contenga el texto, todo en espaol debidamente ordenentregar la copia de la informacin proporcionada, anotacioelaborados de su traduccin, as como una versin digital en C
contenga todo lo indicado. Este disquete o CD deber ser revisadantivirus reciente previamente a su entrega.
El formato del texto en espaol deber ser presentado con el ti12, teniendo como mrgenes de pagina: superior 3.50, inferior 2.00derecho 2.00. No es necesario colocar encabezado al texto. Paralas pginas deber ser centrado al pie de pgina, sin afectar a
sealado. Las entregas se efectuaran de acuerdo al calendario aen cada semestre.
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TALLER DE CIMENTACIONES
Se desarrol lar el tema de la investigacin propuesta paracomprende la recoleccin de informacin en Internet, en involucradas y bibliotecas especializadas de universidadeacadmicas. Para ello los alumnos debern visitar los Portales Wtema tratado en cada Semestre, haciendo uso del sistema duniversidad. Adicionalmente los estudiantes desarrollarn por etaProgramas de Cmputo especializados y el modelaje geaplicacin al clculo correspondiente.
Toda la informacin obtenida deber ser revisada y procesadaInforme Final, las paginas de este informe tendrn el mismo formindicado, as como una versin digital del mismo en disqueentregado el da programado para el Examen Final, ya que no sfecha adicional.
Todas las copias, programas relacionados al tema, CD, vbibliografa obtenida en la elaboracin del Trabajo Final deben seanexados al Informe Final por calificar, tomando en cuenta queser evaluado individualmente de acuerdo a su participacin en e
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OTRAS CONSIDERACIONES
El Profesor entregar un CD, sin costo alguno, duInaugural para ser copiado libremente por cada uno ddel curso. Este CD contiene en versin digital los textoclases a impartirse por el Sistema Multimedia, separataobligatorias de temas escogidos sobre cada tpicoclases, as como una versin digital gratuita de su GEOTECNIA DE LOS SUELOS PERUANOS que consulta del curso junto con sus libroCOMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS D CIMENTACIONES SOBRE ARCILLAS EXPA COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS y cuescritas en papel se encuentran a disposicin de los la Biblioteca Central de la universidad.
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CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIN DEL APREN
La asistencia a clase es obligatoria
Evaluaciones:
Examen Parcial : (EP) 1
Examen Final : (EF) 1
Examen Sustitutorio : (ES) 1
Promedio Prcticas : (PP) 1Frmula Promedio Final:
Donde el PF debe ser mayor o igual a 10.5 para aprobar el curdel (ES) slo reemplaza la calificacin del EP o EF.
( 3
4321 PCAPCAPCAPCAEFEPPF
++++++=
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ARNALDO CARRILLO GIL
- Doctor en Ingeniera, UNFV, Lima, Per- Master en Ciencias de la Ingeniera, graduado en la
Universidad Nacional Autnoma de Mxico..- Estudios de Post-Grado en Francia, Espaa, U.S.A.,
Mxico, Colombia, Per.- Profesor Emrito Universidad Nacional de Ingeniera.- Profesor de Ingeniera Civil de La Universidad Ricardo
Palma.- Profesor Honorario de la Universidad Pedro Ruiz Gallo.- Ex Director de la Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Civil de la
Universidad Ricardo Palma.
- Miembro de la Asamblea General de la Universidad Ricardo Palma- Presidente del Instituto Peruano de Ingeniera Geotcnica y Geoambiental- Ex Miembro del Consejo Directivo de la Escuela de Post Grado de la Universidad
Ricardo Palma.- Presidente del Directorio de A. Carrillo Gil S.A., Ingenieros Consultores.- Presidente del Directorio de AC Ingenieros Consultores S.A.C.- Pergamino de Plata por sus Importantes Contribuciones a la Ingeniera Geotcnica
de Amrica, Via Del Mar, Chile.- Presidente de la Sociedad Peruana de Geotecnia, en dos oportunidades
- Fellow de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles de los Estados Unidos deAmrica (ASCE).
- Presidente del VI Congreso Panamericano de Mecnica de Suelos e Ingeniera deCimentaciones.
- Presidente del II, III, IV y VIII Congresos Nacionales de Mecnica de Suelos Ingeniera de Cimentaciones.
- Conferencista internacional en ms de 28 paises.- Autor de ms de 190 trabajos de Investigacin publicados en el pas y en el
extranjero. Ha publicado cuatro Libros sobre Mecnica de Suelos y Pavimentos.
- Ha representado al Per en numerosas Conferencias Internacionales comoPresidente, Relator General, Miembro del Panel y Conferencista Invitado en ms de22 paises.
-Consultor de estudios de suelos, cimentaciones y control del medio ambiente en elPer y en otros paises sudamericanos.-Asesor de Empresas Internacionales sobre Ingeniera Geotnica y Ambiental.
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DISTINCION INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL
DE INGENIERIA AL PROFESOR EMERITO ARNALDO CARRILLO
GIL, COMO MAESTRO DE MAESTROS OTORGADA EN
SETIEMBRE DEL 2000
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CLASE INAUGURAL
CURSO DECIMENTACIONES
LA INGENIERAGEOTCNICA DEL FUTURO
Dr. Ing. Arnaldo Carrill o Gil
Universidad Ricardo Palma
Lima, Per
La geotcnica lidia con los problemasde ingeniera asociados a suelos yrocas que, a su vez, intervienen entoda obra de ingeniera civil, sea comoformaciones geolgicas que rodean osirven de soporte a estas obras, ocomo materiales de construccin delas mismas
A pesar de tal omnipresencia en laingeniera civil, la geotecnia es unadisciplina que se formul sobre basescientficas apenas entre la segunda yla cuarta dcadas del siglo XX, ycuyos mtodos y logros se consiguen
durante la posguerra, impulsados porel auge que tuvo el apoyo social a laciencia y la tcnica.
El hecho de que la geotecnia modernase haya acreditado tan rpidamentese debi a dos atributos distintivoscon respecto a otras disciplinas de laingeniera mas antiguas: el carizinnovador que le permiti avanzar muyrpidamente y el afn de objetividadutilizando un marco geolgicoadecuado, observaciones y medicionesrigurosas con experimentacincompleta.
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En la actualidad, en lo que se refierea la elaboracin de teoras y modelos,
la geotecnia, ha sufrido unatransformacin derivada de la explosininformtica en que estamos inmersos.Se ha dado una importancia central aldesarrollo de los mtodos numricos,entre los que ocupa un lugarprivilegiado el mtodo de elementosfinitos.
En el caso de la cuantificacin de laspropiedades mecnicas de losmateriales, se ha avanzado en laautomatizacin de los laboratorios desuelos al incorporar sistemasautomticos de adquisicin de datos, altiempo que se ha aprovechado el
desarrollo de diferentes transductorespara convertir seales analgicas enseales digitales.Avances significativostambin se han alcanzdo para losensayos de campo.
A diferencia de otros materiales conlos que trabaja el ingeniero civil; elsuelo es uno de los materiales deconstruccin mas antiguo formadopor proceso geolgicos diversos quecomo un producto natural suspropiedades pueden variar de unpunto a otro.
La mecnica de suelos creada por Terzaghi, seconvierte en Geotecnia para cubrir los campospropios de la mecnica de suelos as tambin lamecnica de rocas y la geologa aplicada a laingeniera entre otras especialidades,como laingeniera geoambiental.
Esto indica en resumen, que comenzamos siendoresponsables del subsuelo y terminamosinvolucrados con las descargas de agua serviday las emanaciones gaseosas que afectan elambiente.
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No existe proyecto en que elingeniero geotcnico pueda prescindir
del anlisis cualitativo y/ocuantitativo del comportamientofuturo de una estructura. Losproblemas pueden ser simples ocomplicados, pero el ingenierogeotcnico siempre estar envueltoen el futuro de su obra, consciente oinconscientemente.
La facultad cognoscitiva permite alingeniero captar informacin, pero
no es suficiente, ya que requierede otras facultades paradescubrir, predecir, ingeniar,razonar, juzgar y finalmente tomardecisiones.
Siempre decimos que ingenieraviene de ingenio y en realidad haymuchos ejemplos de ello:
As, a lo largo deCenturias, el hombreha desarrollado elconcepto de refuerzodel suelo: la idea hasido colocar algunasinclusiones dentro del
suelo, lo que mejorasus caractersticasmecnicas deresistencia ydeformacin.
Hace 3,000 aos los Babilonios utilizaronhojas de palmera para reforzar susziggurats.
El Templo Agar-Quf Ziggurat, en Irak, fueconstruido con ladrillos de arcilla reforzadoscon mantas tejidas colocadas horizontalmentesobre capas de arena y grava distanciadasentre 0.50 m a 2.00 m. La estructura tuvouna altura original de 80.00 m.
Los romanos utilizarondiversos tipos de suelosreforzados. Se mencionala colocacin de maderosentramados parasostener al suelo sobresu cara exterior,emplendose comoestructuras de retencindesde la 1ra Centuriaantes de Cristo. Es elmismo principio de la
Tierra Armada actual.
La Gran Muralla China,construida hace ms de2,000 aos, contienealgunas secciones dondela arcilla y la grava seencuentran reforzadascon ramas de pino.
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Nosotros los peruanos tenemosevidencias de trabajos demejoramiento y refuerzo desuelosejecutados por nuestrosantepasados prehispnicos enlos muros construidos con sueloy adobe, que tienen miles deaos y aun se encuentran enpi.
En Amrica del Sur el adobe o construccincon tierra aparece hace 3,800 aos en suforma ms primitiva dentro de las diversas
culturas pre-hispnicas.Muros trapezoidales con intercalaciones depaja, caa y piedrecillas colocados en capasdentro de ellos a diferentes niveles, fueronestudiados para establecer un modeloprototipo,equivalente al de los planos decorte si el adobe fuera punzonado por lacarga.
Muros pre-hispnicos prototipo para el estudiodel refuerzo interior
Muros pre-hispnicos prototipo para el estudiodel refuerzo interior
La ingeniera geotecnica resuelveestos problemas aplicandoprocedimientos tecnolgicos quepermiten lograr mayor estabilidad almismo tiempo que economa, lo quehace que se restablezcan lascondiciones reales que tena el taludantes de efectuar las obras deingeniera que han alterado el medioambiente.
MEDIO AMBIENTE
TIEMPO
Luego de la remediacin
Diseo de taludes y
drenaje eficiente
Reparacin del dao al medio ambienteCONDICIONNATURAL
IMPACTO
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TALUD
DESLIZAMIENTO
EXCAVACION
RELLENO
CAMBIO DEPENDIENTE
INSTRUMENTACIONGEOTECNICA
DRENAJE
BANQUETAS
MURO DE PIE
BIOPROTECCION
MONITOREOGEOTECNICO
SUPERFICIAL
SUB-SUPERFICIAL
CONTROL
antes
despus
Otro tema interesante que reclamala atencin de la geotecnia del futuroes la ingeniera geoambiental,considerndose tres temasfundamentales: el saneamiento desuelos contaminados, la disposicin deresiduos y la proteccin de sueloscontra la contaminacin producida porlas actividades productivas y por losdepsitos de residuos.
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Es pues importante que nospreocupemos por este problema quetiene que ver con la sobrevivencia del
ser humano como especie y quereclama de nuestra participacinresponsable, ya que diversasempresas estn atacando el problemade saneamiento del subsuelo con unenfoque exclusivamente qumico ybiolgico, dejando de lado laparticipacin del especialista engeotecnia.
La Geotecnologa del futuro, en lacual la ingeniera geotcnica es laparte vital, ha llegado a ser una rama
muy extensa que abarca muchasdisciplinas. Estas disciplinas incluyen,en adiccin a Ingeniera Geotcnica:la Geologa e Ingeniera Geolgica, laGeofsica, Geoqumica, ComputacinCientfica, Sismologa, Geohidrologa,Ingeniera Civil, Ingeniera Petroleray Minera e Ingeniera Mineral.
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados y efectos de succin
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental
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LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos
Condicin Actual Seccin A AAnl isi s Dinmico
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos
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LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin
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LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin Geomecnica de Taludes
LA INGENIERIA GEOTECNICADEL FUTURO
Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin Geomecnica de Taludes Investigacin de peligros naturales
El sano juicio de la ingenieracontinuar siendo la mejor llave paralograr el xito en nuestraespecialidad, dado que todo problemageotcnico esta caracterizado porser nico, en consecuencia, elcriterio y la experiencia deldiseador geotcnico siempre ser lamejor herramienta para solucionar lasgraves incgnitas que se nospresentarn en el futuro.
Dr. ARNALDO CARRILLO GIL
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UNIVERSIDADRICARDO PALMA
FACULTAD DE
INGENIERIA
UNIVERSIDADRICARDO PALMA
FACULTAD DE
INGENIERIA
Dr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL
CIMENTACIONESDefiniciones conceptuales y Geotecnia
La Geotecnia lidia con los problemasde ingeniera asociados a suelos yrocas.
Suelos y rocas, a su vez, intervienenen toda obra de ingeniera civil, seacomo formaciones geolgicas querodean o sirven de soporte a dichasobras, o como materiales deconstruccin de las mismas.
A pesar de tal omnipresencia en laingeniera civil, la geotecnia es unadisciplina que se formul sobre basescientficas apenas entre la segunda yla cuarta decdas del siglo pasado, ycuyos mtodos y logros se
consolidaron durante la postguerra,impulsados por el auge que en esosaos tuvo el apoyo social a la cienciay la tcnica.
El rpido desarrollo de la Geotecniase debi en gran medida a que seabandonaron las idealizaciones de lamecnica del medio continuo clsica,o en otras palabras, se combinaronselectivamente dichas soluciones conuna conceptualizacin realista delmarco geolgico general y susdetalles significativos.
La complejidad mecnica ygeomtrica de los problemas de lageotecnia exige una gran cantidadde datos para caracterizar unproblema, y en su solucinintervienen un nmero de variablesmayor que en los problemas deotras disciplinas de la ingenieracivil.
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Mtodo Cientfico o Experimental2.HIPOTESIS
3.EXPERIMENTO
1.OBSERVACION
a) El mtodo es un proceso cerrado con trayectoria 1-2-3-1b) Si la hiptesis se confirma, el ciclo se cierra
exitosamentec) Si la hiptesis no se confirma, el ciclo no se cierra con
ella, pero puede repetirse con otras hiptesis hasta queeventualmente culmina satisfactoriamente en 1
Procesos bsicos de la Geotecnia y engenaral de la ciencia:
1.Datos interpretacin(inferencia de situaciones a partir de datos)2.interpretacin diagnstico(inferencia de fallas del sistema a partir de observaciones
validadas)
3.diagnstico prediccin(inferencia de probables consecuencias de ciertas situaciones)
Resultados esenciales de la ingeniera:DiseoProyectoMonitoreoControl
La formulacin de hiptesis esindespensable en todos los procesosde la ciencia y de la ingeniera. Lageotecnia debe inferir un modelodel sitio con todos los rasgosgeomtricos y mecnicos
relevantes, as como hacersupuestos plausibles sobre laevolucin futura de las variablesindependientes que intervienen.
El Mtodo de la Ingeniera
Koen (1985) lo define como:la estrategiaque produce el mejor resultado, o unosuficientemente satisfactorio, con losrecursos disponibles en una situacinincierta o insuficientemente definida
El ingenierio no siempre optimiza, sino quea veces slo satisface. La definicin escompatible con la necesidad delconocimiento procedimental, personal y nonecesariamente codificado.
Lo que distingue a la ingeniera de laciencia no es mtodo, sino lassituaciones a las que se enfrenta.
En el mtodo cientfico, definido comoel trabajo orientado agenerarconocimiento cada problema que seestudia puede y debe acotarse oreducirse en su alcance, tomando de larealidad slo una porcin que nocontenga variables extraas y quetenga fronteras ntidas y con
condiciones contraladas.
En el mtodo de la ingeniera, definidocomo la aplicacindel conocimiento aresolver problemas, el nmero devariables que intervienen es muchomayor, algunas de ellas no controlables ypertenecientes a dominios distintos delos propiamente tcnicos, tecnolgicos ocientficos.En ingeniera puede presentarsedesconocimiento o incertidumbresignificativa sobre el valor de algunasvariables y sobre la interrelacin entreellas
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El mtodo de la ingeniera es lareiteracin del mtodo cientfico.
As pues, cuando parece que la
ingeniera usa un mtodo distinto al dela ciencia, lo que sucede es que laciencia y la ingeniera se enfrentan asituaciones diferentes, y que taldiferencia se origina en que la cienciaes, por cuanto al plantemiento de susproblemas, un asunto de cientficos,mientras que la ingeniera es, en elmismo sentido, un asunto de ingenieros.
EVOLUCION DE LASCIMENTACIONESPerodo antiguo
ORIGENES DEL HOMBRE AMERICANO
La mayora de los indios americanos
descenderan de un reducido grupo de
asiticos que atraves hace 15,000 o 30,000
aos el estrecho de Bering.
CARAL
Los descendientes de ese pequeo grupo
representan el 95 por ciento de los indios del
Nuevo Mundo, incluidos los creadores de
grandes civilizaciones como los Mayas y los
Incas, afirmo Douglas Wallace, de la
universidad de Emory, en Atlanta - Estados
Unidos.
Wallace intenta establecer ahora cuando seprodujo aquella primera migracin a travsdel estrecho de Bering: se cree que pudo serhace 30,000 o 15,000 aos, cuando sederritieron los glaciares que unan a modode puente los extremos de Asia y Amrica.
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El hombre llegado de Asia avanzo en
Amrica a razn de unos 15 kilmetros por
ao, llegando a Chile 1000 aos ms tarde.
Fueron los Sinodontes del noreste de Asia
los que cruzaron el estrecho de Bering.
CIMENTACIONES Y
CONSTRUCCIONES EN ROCA Y
SUELO
Las obras civiles prehispnicas con su
inusual variedad y tamao son el legado de
estos antiguos ingenieros, que conocieron
sus proyectos y realizaron sus
construcciones utilizando la roca y el suelo.
La falta tanto del sistema formal de lgica
matemtica as como de escritura impidi un
mayor desarrollo de la tecnologa
prehispnica.
Sin embargo a pesar de todas estas
circunstancias , los ingeniosos antepasados
peruanos resolvieron una serie de problemas
ingenieriles que han permitido que sus obras,
aparecidas en la costa Per alrededor de 2,500
A.C. tengan estabilidad natural y se encuentran
aun de pie, pese a la inclemencia del tiempo,
clima y de los movimientos ssmicos severos que
han ocurrido en el rea.
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Cimentaciones en Roca
Las principales obras en roca construidas por
los antiguos prehispnicas peruanos se
encuentran emplazadas cerca de la ciudad
del Cuzco, especialmente en la milenaria
ciudadela de Machu Picchu.
Construida en el flanco oriental de los andes en
una zona cruzada por fallas geolgicas que han
existido siempre y de las que los antiguos
peruanos tenan conocimiento, tomndolas en
cuenta cuando edificaron sus obras distribuyendo
la ciudadela en varias secciones o partes, para
flexibilizarla y evitar cualquier efecto ssmico
sobre las obras en roca.
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Tenan un adecuado sistema de drenaje
superficial y profundo, lo que a permitido que lascimentaciones en su mayora permanezcan
estables despus de milenios a la intemperie,
clima y efectos ssmicos severos.
El apoyo de las cimentaciones encontradas en
estas reas generalmente eran sobre rocas , sin
embargo tambin existieron obras apoyadas
directamente en suelo o sobre gravas y arena.
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Encontrndose en algunos casos laparticularidad de que estas estaban dispuestas
en zig zag o endentadas desde el apoyo,
logrndose engrampar perfectamente con el
suelo o roca y evitar efectos de cargas
horizontales debido a los movimientos
ssmicos.
La roca variaba segn los aparejos en que
estaban emplazados, y estos por lo general tenan
relacin con la funcin dada en las
construcciones.
Los palacios usaban piedra relativamente
pequea, en comparacin a las utilizadas en los
refugios o fortalezas que tenan bloques
gigantescos de diorita, prfido o granito.
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Cimentaciones en suelo
Tan igual que la piedra , la tierra es el mas
antiguo de los materiales de construccin que el
hombre ha utilizado a travs de pocas.
Desde que el hombre deja de ser nmade, yrecurre a la tierra para cultivarla, descubre que
tambin puede modelarla secarla al sol,
otorgndole una sencilla solucin constructiva
Aun en nuestra era, encontramos testimonios
impresionantes de edificaciones prehispnicos
en tierras, tales como Pachacamac,
Pacatmamu, Moche, Cajamarquilla,
Paramonga, Chan Chan (considerada laciudad de barro mas grande del mundo
antiguo), entre otros.
Hemos llegado a establecer que el material
predominante de los andes peruanos ha sido la
piedra, sin embargo, esto no excluye la
presencia del adobe y el tapial en la sierra.
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De igual forma, el uso de estos ltimos como
material preferencial en la costa, no limita la
presencia de bases de piedra en los muros
costeos.
Los muros y murallas de adobe en el Per
antiguo, son por lo general de gran espesor
adaptndose a la topografa del terreno
existente.
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Las cimentaciones de los monumentos eranusualmente simples. Algunas apreciaciones de
origen prehispnico acerca de los muros de
albailera, indican que los mismos eran
colocados sobre una spera mampostera al
nivel superficial del terreno.
Las zanjas para tal cometido contenan tierra
compactada con piedras de regular tamao. El
ancho y profundidad de las zanjas, no es sin
embargo, ms grande que el espesor del muro
en su parte baja.
Las partes inferiores de los muros eran
construidos con un ancho mayor que el
siguiente nivel en forma trapezoidal, de este
modo se transmita menores esfuerzos al suelo
de apoyo, en todos los casos, demostraron
conocer la calidad del suelo de cimentacin
para mejor o peor apoyo de las obras.
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Muros de adobe que presentan a diferentes
niveles intercalaciones de paja, caa,
piedrecillas y piedra que logran distribuir
mejor la carga que llega al nivel de la
cimentacin.
DIMENSIONES PROMEDIO DEL
PROTOTIPO DE MURO
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EVALUACION CUASI-ESTATICA DEL MODELO
MATEMATICO DEL MURO PRE-HISPANICO
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ENSAMBLAJE DEL MODELO GEOTECNICO
EXPERIMENTAL
El mortero utilizado para asentar los adobitos
fue del mismo barro con que estuvo elaboradoel adobe, y la caa utilizada como refuerzohorizontal tuvo aproximadamente 1 dedimetro, la cual se coloco partida y chancadaentre las juntas del mortero.
EVOLUCION DE LASCIMENTACIONES
Perodo moderno
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CASOS HISTORICOSTorre Latinoamericana
Torre de Pisa
Catedral de Mxico
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En los tiempos modernos lascimentaciones deben serproyectadas,construidas yconservadas a lo largo de su vidatil para que cumplan los requisitosmnimos de:
Resistencia a las solicitaciones, con
seguridad suficiente.Deformaciones por debajo de loslmites impuestos por condiciones defuncionalidad y esttica.
El proceso tradicional que conduce auna buena cimentacin tal y comoest recogido en las normas ymanuales de buena prctica,termina definiendo la seguridad yfuncionalidad de la cimentacin entrminos de una presin admisible ode trabajo que no debe sersuperado por las solicitacionestransmitidas por la estructura.
La Geotecnia dispone deprocedimientos para estaverificacin, efectuando clculos
justificativos basados en modelosfisico-matemticos, aunque cabeel empleo de los denominadosmtodos observacionales querealizan el proyecto basndose enel comportamiento de la obra.
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Sea cualquiera el procedimiento quese utilice, existe una demanda cada
vez mayor de la comunidadgeotecnica en lograr una mejorcuantificacin del factor deseguridad o de confiabilidadapoyada en la probabilidad de fallade la cimentacin a la cual no sepuede sustraer el ingenieroproyectista.
Criterios PARA UNA ADECUADAverificacin :
a) Cumplir con los requisitos mnimos deinvestigacin geotcnica,en funcin delas caractersticas de la obra y delsuelo subyacente.
b) Evalaucin de los modelos de clculoanaltico o numrico para ladeterminacin de la resistencia ydeformacin del materail geotcnico desoporte.
c) Considerar los verdaderos estadosde cargas que solicitan lacimentacin, usualmenterepresentadas por combinacionesde acciones externas.
d) Los coeficientes de seguridad oconfiabilidad, que vienen arepresentar una medida de laprobabilidad de falla de la obrasegn el modo analizado.
Avances en el diseoconceptualDe la interpretacin de losresultados de la investigacingeotcnica, el proyectista debeelaborar las situaciones de
proyecto, que permitenrepresentar la realidad fsicacon aproximacin suficiente.
Estos modelos geotcnicosincluyen tanto la configuracingeomtrica del problema (tiposde suelo, estratigrafa,profundidad de apoyo, posicindel nivel del agua, delimitacinde zonas dbiles, etc.) como lascondiciones de los materialesgeotcnicos (parmetros declculo, riesgo geotcnico,riesgo ssmico y geolgico, etc).
Cmo es lgico, no hay unasolucin nica para ladeterminacin de la resistenciay deformabilidad de un suelo y,dependiendo de su experiencia ycapacidad, diferentesproyectistas llegarn adiferentes estimaciones delmodelo geotcnico para un mismoproblema, y por lo tanto losresultados tambin serndiferentes.
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En todos los casos, losresultados del clculo deben seranalizados a la luz de laexperiencia y sentido comnantes de tomar la decisin sobreel tipo y dimensionamiento de lacimentacin. En algunos casos,la solucin final puede diferirlargamente de los resultadosobtenidos por complicadosmtodos o sofisticados paquetesde computadora.
ANLISIS DE CASOS
Cimentacin sobrerellenos
ANLISIS DE CASOS
Lo que no debe hacerseen Cimentaciones
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CURSO: CIMENTACIONES
CAPACIDAD PORTANTEY
DISEO GEOTECNICO
Dr. Ing. ARNALDO CARRILLO GILPROFESOR
Existen formulaciones de la presinadmisible o deformabilidad del terrenoque se basan en correlaciones
empricas a partir de ensayos decampo como SPT, ya que hay muchaexperiencia geotcnica contenida entales correlaciones empricas.Aunque todas las filosofas deproyecto asumen que se debe asegurarun nivel aceptable de seguridad en lacimentacin que es el riesgo tolerable.
Mtodo de los EsfuerzosAdmisibles
Consiste en asegurar que los esfuerzosinducidas por las solicitaciones ocargas de servicio son inferiores a lapresin admisible.
En este caso, los valores delcoeficiente de seguridad provienen dela experiencia acumulada en el uso demtodos similares de proyecto conestructuras similares y en condicionesgeotcnicas anlogas.
Para el problema de rotura porhundimiento de cimentaciones se utilizaun valor nico del Factor de Seguridadcomprendido entre 2 y 3, en el que seconcentran todas las incertidumbres ysituaciones de proyecto.Aunque el concepto es simple, no deja desuponer una cierta ambigedad si no se
le acompaa de una definicin de losprocedimientos prescritos para evaluarlas solicitaciones, la resistencia ydeformabilidad del suelo y los modelosde clculo correspondientes.
El grfico representa el caso en el que ambasestn bien definidas y controladas, por lo quela probabilidad de falla es baja tal como indicala relativamente pequea rea de solape entreambas curvas.
P
P R
R
(a)
P.R.
La figura corresponde a la situacin msfrecuente en el proyecto de cimentaciones en laque las solicitaciones son razonablemente bienconocidas, pero la resistencia geotcnica no.
R
P.R.
R
P
P(b)
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En este caso, tanto las cargas como lasresistencias no estn bien definidas nicontroladas, tal como muestran lasrelativamente amplias curvas de distribucin.
(c) R
RP
P
P.R.
El mtodo del esfuerzo admisiblees bsicamente determinista, porlo que no permite una evaluacinprobabilista del nivel deseguridad. La probabilidad de fallade la cimentacin provendr, de laexperiencia acumulada por el uso,de esta formulacin por parte dela comunidad geotcnica, aunqueno pueda ser cuantificada en cadaproyecto concreto.
El concepto de Esfuerzo Admisibledificulta la diferenciacin explcitaentre lo que es comportamiento de lacimentacin en condiciones ltimas ocondiciones lmites de funcionalidad.En casos muy tpicos, el coeficientede seguridad global utilizadotradicionalmente est fijado por la
experiencia para limitar los asientoshasta niveles aceptables, por lo quesu valor no toma en cuenta laconsideracin separada de la falla delsuelo por carga de hundimiento.
Sin embargo, y a pesar de todassus limitaciones, el mtodo basadoen la presin admisible para laverificacin de una cimentacin hasido extensamente utilizado,constituyendo el procedimientotradicional de proyecto en losltimos 100 aos, por lo que
resulta imposible ignorar laexperiencia acumulada, que debeser tenida en cuenta encomparacin a cualquier otromtodo moderno.
El Mtodo de los EstadosLmites
Los estados lmites se definen comolas situaciones en las que unacimentacin deja de cumplir lasfunciones para las que ha sidoproyectada.
Se entiende que una obra tieneseguridad suficiente cuando laprobabilidad sea baja durante suvida til.
En este mtodo, cada estadolmite potencial es verificadoseparadamente y su ocurrenciadebe ser, o eliminada porimposible o comprobado que sesatisface el nivel de seguridadprescrito.
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Estados lmites ltimos
Son las situaciones que conllevan a laruina total o parcial de laestructura. En la figura siguiente seenumeran algunos estados lmites,que, por su implicancia con laseguridad de la obra,deben serproyectados para una bajaprobabilidad de ocurrencia.
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CONSIDERACIONESSOBRE LA TEORIA DE LACONFIABILIDAD
E INCERTIDUMBREDEL PROYECTO
a) Incertidumbres en la estimacin de lassolicitaciones.
b) Incertidumbres en la variabilidad de las
condiciones del terreno.c) Incertidumbres en la evaluacin de laspropiedades geotcnicas de losmateriales, principalmente parmetrosde estado (densidad y humedad),resistencia y deformabilidad.
d) Incertidumbre asociada con larepresentatividad del modelo (analticoo numrico) a la hora de reproducir elcomportamiento real de la cimentacin.
Algunas de las anteriores incertidumbrespueden ser cuantitativas en trminosprobabilsticos. La variabilidad naturaldel terreno y la evaluacin de losparmetros geotcnicos en la mayora delos casos suelen presentar el mayorgrado de incertidumbre debido a ladificultad de tener en cuenta loscomplejos procesos geolgicos implicadosen las propiedades geomecnicas de unemplazamiento o macizo rocoso.
Evidentemente no hay nivel deseguridad admisible en trminoseconmicos para hacer frente a lassituaciones de proyecto en las quelas condiciones geotcnicas delemplazamiento o los parmetros
resistentes del terreno hayan sidomalinterpretados, por lo que losclculos del proyecto no reflejanadecuadamente la situacin real.
Todas las filosofas de proyecto asumenque se debe asegurar un nivel aceptablede seguridad en la cimentacin.El riesgo tolerable se refiere a ladisposicin de convivir con ciertosriesgos a cambio de ciertos beneficios,en la confianza de que los riesgos estnadecuadamente controlados. Tolerar unriesgo no significa ignorarlo o que seconsidere despreciable, sino que lasociedad debe estar dispuesta aasumirlo.
Con el fin de hacerpredicciones sobre la seguridadde las obras existen distintasfilosofas de proyecto que sehan ido desarrollando a lo largodel tiempo. Una de ellas es lateora de la confiabilidad.
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Los ingenieros sabemos que el riesgoinducido en una obra tiene que ser
limitado. No es posible proyectarobras exentas de riesgo. Siempreexiste la posibilidad terica de malfuncionamiento. El riesgo es unconcepto que incluye no slo laposibilidad de falla, sino tambin elcosto y en alguna medida lasconsecuencias producidas por la falla.
Whitman prepar informacin quecontiene no slo riesgo admisible porprdida de vidas humanas, sino tambin
respecto a montos inducidos por ciertotipo de obras importantes.La percepcin bsica del riesgo demuerte debe estar basada en unsentimiento humano, adaptado a laescala de los tiempos que vivimos. Elriesgo de muerte estadsticamente pasapor un mnimo de 10-3/ao.
PRO
BABILIDAD
ANUALDE
"FALLA"
COSTO EN $1 m 10 m 100 m 1 b 10 b
CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS
VIDAS PERDIDAS 1 10 100 1000 10000OTROSESTUDIOS
CIMENTACIONES
PERFORACION
FIJA
PRESAS
PERFORACION
MOVIL
ACEPTADO
MARGINALMENTE
"ACEPTADO"
BUQUES MERCANTESTAJO
ABIERTO
TALUDES
PRESAS
US ESTIMADASAVIACION
COMERCIAL -610
-510
-410
-310
-2
10
-110
010
Figura 1. Riesgo en proyectos de ingeniera (Tomando de Whitman, 1984)
Las obras de ingeniera presentanconfiabilidad variable con el tiempo, yaque el perodo de rotura vara con laedad. En presas es mayor al inicio desu operacin, hasta que el embalse sehaya estabilizado; es menor durante la
vida til de los primeros decenios yfinalmente presenta problemas deenvejecimiento que las hace maspeligrosas.
ARNALDO CARRILLO GIL
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Diseo conceptual
de Cimentaciones
Diseo conceptual
de Cimentaciones
Curso de Cimentaciones
Profesor
Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil
Curso de Cimentaciones
Profesor
Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil
Consideraciones conceptuales
para Diseo
Consideraciones conceptuales
para Diseo
Diseo Conceptual
Cargas estructurales
Condiciones de Cimentacin
Posibilidades de exploracin de campo
Evaluacin constructiva
Consideraciones econmicas
Disponibilidad de equipamiento
Diseo detallado.
Consideraciones de diseoConsideraciones de diseo
Las cimentaciones deben disearse tantogeotcnica como estructuralmente
Deben ser seguras para cargas decompresin,tensin y corte, adems demomentos
Deben ser eficientes estructuralmente
Eficientes desde el punto de vistageotcnico
La estructura debe tolerar movimientosdel suelo sin daarse.
EficienciaEficiencia
750Pilote
vaceadoArc il la
firme
1300 kN
20m
450Pilote
vaceado
33.3m
Arc il la
firme
1300 kN
Asentamiento tolerableAsentamiento tolerable
AsentamientoAsentamiento sensiblesensible porporlala estructuraestructura
Arc il la rgida
Arc il la rgida
Asentamiento tolerableAsentamiento tolerableAsentamientoAsentamiento sensiblesensible porpor lala estructuraestructura
Arc il la rgida
Stiff Clay
Arena densa
2.5m Loose Sand
Arena densa
Densificacin
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Asentamiento tolerableAsentamiento tolerable
Arc il la rgida Arc il la rgida
AsentamientoAsentamiento sensible`porsensible`porlala estructuraestructura
Asentamiento tolerableAsentamiento tolerableAsentamientoAsentamiento no sensibleno sensible porpor lala estrucraestrucra
Arc il la rgida
Arc il la rgida
CompresinCompresin
Arc il la
Arc il la5m
Arena densa
CompresinCompresin
Arci lla10m
Arena media
Arc il la
Arc il la
Arena media
Arc il la
Densa
CompresinCompresin
Pilote
vaceadoArc il la
rgida
Pilote
hincado
Arc il la
rgida
Roca Roca
CompresinCompresin
Pilote
vaciadoArci lla rgida
Roca
Pilote
hincadoArc il la rgida
Roca
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TensinTensin
Suelo o roca Suelo ??
TensinTensin
Pilote
hincadoArc il la
blanda
Pilote
hincado
Arc il largida
Arena muydensa
TensinTensin
275 x 275
Pilote
hincadoArc il largida
1000 kN
20m
750Pilote
vaciadoArc il la
rgida
1000 kN
20m
Tensin / CompresinTensin / Compresin
Barra
cementada Roca dura
Roca dura
Cargas lateralesCargas laterales
Suelo Roca
??
Cargas lateralesCargas laterales
20m
Arc il la
275 x 275
Pilote
hincado
Arci lla??
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Cargas lateralesCargas laterales
20m
Arc il la
20m
Arc il la
??
Diseo conceptualDiseo conceptual
ConstruccinConstruccin
Zapatas superficialesZapatas superficiales
Arc il la
rgida
Arena densa
2.5m
Stiff Clay
Arena suel ta
Arena densa
??
Construcin en arenaConstrucin en arena
??Arena suelta
Arena densa
2.5m
Pilote
vaceado ?
Stiff Clay
Arena suel ta
Arena densa
Bentonita
Casing
??
Construccin en arenaConstruccin en arena
Arena suelta
Arena densa
10m
Arena suelta
Arena densa
10m
CFAAtlas
Omega
Diseo ConceptualDiseo Conceptual
Errores conceptuales en el
diseo, construccin y operacin
de cimentaciones en suelos
especiales
Errores conceptuales en el
diseo, construccin y operacin
de cimentaciones en suelos
especiales
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Colapso de Edificio en Shangai
Alr ededor de las 5:30 a.m. d el 27 de Ju nio del 2009, un edif ici o deso cup ado aun en con str ucc in en
Minhang, distrito de Shangai, se volc, falleciendo un trabajador. De acuerdo a la informacin una
seccin de 70 m del muro de prevencin de inundaciones del rio Dianpu cercano ha tenido que ver
con este colapso.
(1) Se excav un estacionamiento subterrneo en el lado Sur, a una profundidad de 4.6 m.
(2) El suelo excavado fue apilado en el lado Norte, alcanzando una altura de 10 m.
(3) El edificio experimento una descompensacin de las cargas laterales en direccin Sury Norte.
(4) Esto resulten una presin lateral de 3,000 toneladas, la cual fue mayor que lasoportada por los pilotes. Por tanto, el edificio se volc en direccin Sur.
Primero, el edificio de departamentos es const ruido
Entonces, el plano indic aba que fuera excavado un estacionamiento subterrneo
El suelo excavado fue apilado al otro lado del edific io
Precipitaciones fuertes resultaron en filtraciones de agua dentro del suelo
El edificio empieza a moverse y los pilot es de concreto se desprendendebido a la descompensacin de presiones laterales
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El edificio empieza a inclinarse
Y as se obtiene la Octava Maravilla del Mundo
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Consideraciones financieras
Pilotes
Consideraciones financieras
Pilotes
Equipamiento de Planta Relacin horaria (reemplazo, vida til,
intereses, mantenimiento)
Movilizacin/ desmovilizacin .
Relacin de produccin
Personal
Materiales
Pagos
Costo de alternativas
Factibilidad de pilotaje
en el Per
Factibilidad de pilotaje
en el Per
El pilotaje es costoso y slo es necesario
en determinados lugares del pas. En
muchos casos es posible cimentar con
vigas contnuas o plateas de cimentacin
Los suelos del Per no presentancondiciones de cimentacin crticas que
requieran cimentaciones especiales y muy
costosas
ConclusionesConclusiones Cargas estructurales
Condiciones de
cimentacin
Exploracin de suelos
adecuada
Facilidades de
construccin
Consideraciones
econmicas
Disponibilidad de equipo
Diseo detallado.
Diseo
conceptual
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U IIU II
GEOTECNIA DETERREMOTOS (1a Parte)(Cimentaciones)Profesor: Dr. ARNALDO CARRILLO GIL
CONTENIDOCONTENIDO
a) Introduccin
b) Aspectos ssmicos
c) Propagacin onda ssmica
d) Mecanismo de licuacin
e) Anlisis de casos
f) Potencial de licuacin
g) Mitigacin del fenmeno
h) Conclusiones finales
A. INTRODUCCINA. INTRODUCCIN
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Terremoto 1970AncashCementeriode YungayMas de 30,000muertos
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Anchorage - Alaska 1964Anchorage - Alaska 1964
Anchorage - Alaska 1964Anchorage - Alaska 1964
Anchorage - Alaska 1964Anchorage - Alaska 1964
Daos recientes en el Sismo Ica 2007Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007
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Daos recientes en el Sismo Ica 2007Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007
80% de las edificacionesfallaron en Pisco
Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el
Sismo Ica 2007
Daos en laCarretera PanamericanaSurGrietas y deslizamientosen la plataforma
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Daos recientes en el Sismo Ica 2007Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007Daos recientes en el Sismo Ica 2007
Daos recientes en el Sismo Ica 2007Daos recientes en el Sismo Ica 2007
DerrumbesSismo Pisco 2007
DerrumbesSismo Pisco 2007
Efectos de cadas derocas en la Costa Verdedurante el movimientossmico
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Derrumbes en la carreteraa Huarochir
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
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Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Sismo - Agosto 2007Sismo - Agosto 2007
Terremoto de Pisco Per 2007Terremoto de Pisco Per 2007
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Terremoto de Pisco Per 2007Terremoto de Pisco Per 2007
Terremoto de Pisco Per 2007Terremoto de Pisco Per 2007
Terremoto de Pisco Per 2007Terremoto de Pisco Per 2007
Terremoto de Pisco Per 2007Terremoto de Pisco Per 2007
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DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
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DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007DURANTE Daos recientes Sismo Ica 2007
DespusDespus
Con la ayudase diocomienzo ala reconstruccin
DESPUES RecuperacinDESPUES Recuperacin
DESPUES Recuperacin
DESPUES Recuperacin
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DESPUES Recuperacin
DESPUES RecuperacinDESPUES Recuperacin
DESPUES RecuperacinDESPUES Recuperacin
B. ASPECTOS SSMICOSB. ASPECTOS SSMICOS
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Terremoto de PiscoPer 2007Terremoto de PiscoPer 2007
Hora: 6:42 pmProf: 37 KmMag.: 7.0 RitcherFoco: 148 Km Lima
110 Km Ica
Aspectos SsmicosAspectos Ssmicos
Segn USGS:
Hora: 23:40 GMT6.40 Lima
Prof: 40 KmMag: 8.0 MwFoco: 148 Km SO
Desde Lima
110 Km NODesde Ica
Terremoto de Pisco
Per 2007
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USGS
Condicin ssmicadel sitioReplicasProfundidad del focoMagnitudes
Terremoto de PiscoPer 2007
Fuente IGP -2007
De acuerdo a la profundidad del foco ssmico (40 km) ya la solucin obtenida para la orientacin de la fuente,el sismo de Pisco tuvo su origen en el mecanismo defriccin de las placas de Nazca y Sudamericana dentrodel proceso de convergencia. La solucin obtenida parala fuente ssmica es similar a los mecanismospropuestos para otros sismos ocurridos en la regincentro y sur del Per como los de 1940, 1942, 1966,1974, 1996 y 2001, todos con magnitudes mayores a7.5Mw.
Terremoto de Pisco
Per 2007
Terremoto de Pisco
Per 2007
Sismo Ica 2007
Fuente IGP -2007
Fuente IGP -2007
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Replicas del terremoto Pisco 15-08-2007 hora18:40 Registradas en la estacin Huancayo
Terremoto de PiscoPer 2007Terremoto de PiscoPer 2007
C. PROPAGACIN DE ONDA SSMICAC. PROPAGACIN DE ONDA SSMICA
D. MECANISMO DE LICUACIND. MECANISMO DE LICUACIN
SP
NF
S
V
LICUEFACCIN : Mecanismo de fallaLICUEFACCIN : Mecanismo de falla
COULOMB: S = c + (n - ) tanARENAS LIMPIAS SATURADAS: S = ( n - ) tan
Vista tpica de partculas de suelo de un depsito saturado sinactividad ssmica. La columna azul a la derecha indica la magnitud depresin intersticial. Las flechas de la segunda figura indican las fuerzascreadas por la interaccin de los granos de suelo
Mecanismo de fallaMecanismo de falla
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Mecanismo de fallaMecanismo de falla
Al producirse un sismo intenso y de larga duracin, la presinintersticial crece rpidamente hasta hacerse igual a la presinnormal anulndose la resistencia al cortante y por lo tanto lasestructuras apoyadas en el suelo fallan.
Barra que indica elaumento de la presinintersticial a medidaque el sismo progresa
SISMO
S
1 n1 = n
S = (1 -0) tanS0
1
0
La presin intersticial 1 tiende o es igual al valor de n,entonces S tiende o es igual a cero, segn la ecuacion deCoulomb para arenas limpias saturadas.
asentamiento
Mecanismo de fallaMecanismo de falla
PRDIDA DE RESISTENCIA AL CORTANTEPRDIDA DE RESISTENCIA AL CORTANTE
1 CASO: DISMINUCIN DE CAPACIDAD PORTANTE
1 CASO: DISMINUCIN DE CAPACIDAD PORTANTE1 CASO: DISMINUCIN DE CAPACIDAD PORTANTE
SUELO NO LICUADO:
qu = 0.5 + B N + DfNq
SUELO LICUADO BAJO LA ZAPATA:
S = 0
SUELO CON
qu = Df
SE ORIGINA UNA REDUCCIN CONSIDERABLE DE LA CAPACIDADPORTANTE
=
==
1N
0N0
q
2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UNMURO DE CONTENCIN2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UNMURO DE CONTENCIN
SUELO NO LICUADO: 2Ab
2A HK2
1H
21
E +=
222A H0.63H0.13H0.5E =+=
{ 1.0K0 A ==
SUELO LICUADO BAJO LA ZAPATA:S = 0
SUELO CON
2ss
2sA HC12
7H
21
E +=
COMPONENTE DEBIDO A LA FUERZA DEINERCIA DEL SUELO LICUADO
PARA UN COEFICIENTE SSMICO, Cs = 0.10:
222A 1.12H0.12HHE =+=
SE ORIGINA UN AUMENTO DEL ORDEN DE 100% EN ELEMPUJE, LO CUAL PODRA SER CATASTRFICO
2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UNMURO DE CONTENCIN2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UNMURO DE CONTENCIN
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FACTORES SIGNIFICATIVOSFACTORES SIGNIFICATIVOS
1. TIPO DE SUELO
2. DENSIDAD RELATIVA
3. PRESIN INICIAL DE CONFINAMIENTO Y SURELACIN CON LA AMPLITUD DEL ESFUERZO DECORTE CCLICO
4. INTENSIDAD DEL TERREMOTO
5. DURACIN DEL MOVIMIENTO SSMICO Y NMERO DECICLOS DE EXCITACIN SSMICA
Dr. ARNALDO CARRILLO GIL
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U IIU II
GEOTECNIA DETERREMOTOS (2a Parte)(Cimentaciones)Profesor: Dr. ARNALDO CARRILLO GIL
CONTENIDOCONTENIDO
a) Introduccin
b)Aspectos s smicos
c) Propagacin onda ssmica
d) Mecanismo de licuacin
e)Anli sis de casos
f) Potencial de licuacin
g) Mitigacin del fenmeno
h) Conclusiones finales
E. ANLISIS DE CASOSE. ANLISIS DE CASOS
CASA DE B LOQUES DE CONCRETO AFECTADA POR COMPACTACION DIFERENCIAL YDESPLAZAMIENTO LATERAL DE ARENA DE PLAYA LICUADAS
Chimbote 1970Chimbote 1970
ASENTAMIENTO DIFERENCIAL EN MUROS PORTANTES Y VEREDAS EN EL CENTRO DE CHIMBOTE
AGRIETAMIENTO DE PAVIMENTOS Y CIMENTACIONES POR COMPACTACION DIFERENCIAL EN EL CENTRO DE
CHIMBOTE
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PEQUEO GRAVEN EN ARENA DE PLAYA CERCA AL HOTEL CHIMU FORMADO POR LICUACION Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DE DEPOSITOS DE PLAYA
INUNDACION DE AREA RESIDENCIAL EN EL SURESTE DE CHIMBOTE DEBIDO AL A SENTAMIENTO Y COMPACTACIONDEL TERRENO
AREAS DE VOLCANES DE ARENA Y AGRIETAMIENTO DEL TERRENO EN DEPOSITOS ALUVIALES
DAO A BUZONES DE DESAGUE DEBIDO A L ICUACION
SUBSIDENCIA DE RELLENO ADYACENTE A MUELLE DE PL ANTA DE ACERO DEBIDO A COMPACTACION YDESPLAZAMIENTO LATERAL DEL TERRENO. EL MUELLE ESTABA EN PILOTES PROFUNDOS DE CONCRETO
ASENTAMIENTOS Y FISURAMIENTOS DE CARRETERA ASFALTADA DEBIDO A COMPACTACION Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DE DEPOSITOS LAGUNARES Y DE PLAYA
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DAO EN LA VIA FERREA CHIMBOTE-HUALLANCA DEBIDO A COMPACTACION DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTOLATERAL DEL TERRENO
PUENTE CASMA DAADO POR DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL ESTRIBO IZQUIERDO.EL PILAR SE INCLINO
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Pisco 2007Pisco 2007
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Daos Sismo Pisco 2007Daos Sismo Pisco 2007
Efectos de LicuefaccinCrcel de Tambo de Mora
Daos Sismo Pisco 2007Daos Sismo Pisco 2007
Efectos delicuefaccin de suelosChorrillos
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Daos Sismo Pisc o 2007Daos Sismo Pisco 2007
Efectos delicuefaccin de suelos
Efectos delicuefaccin de suelos
Panamericana Sur
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Volcanes en laCapa asflticade la plataformaen el PuertoGeneral San MartnPisco.
Efectos de licuefaccin de suelos:Puerto Gral. San MartnEfectos de licuefaccin de suelos:Puerto Gral. San Martn
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
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Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Asentamientos ydesplazamientos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Asentamientos ydesplazamientos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Asentamientos ydesplazamientos
Asentamientos ydesplazamientos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Asentamientos ydesplazamientos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
Asentamientos ydesplazamientos
Efectos de licuefaccin de suelosEfectos de licuefaccin de suelos
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Vista Panormica zona industr ial ChinchaVista Panormica zona industri al Chincha
Vista Panormica zona industr ial ChinchaVista Panormica zona industri al Chincha
Vista Panormica zona industr ial ChinchaVista Panormica zona industri al Chincha
Vista Panormica zona industri al ChinchaVista Panormica zona industr ial Chincha
Vista Panormica zona industri al ChinchaVista Panormica zona indus trial Chincha
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Anchorage 1964Anchorage 1964
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Niigata 1964Niigata 1964
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Kobe 1994Kobe 1994
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F. POTENCIAL DE LICUACINF. POTENCIAL DE LICUACIN
POTENCIAL DE LICUACINPOTENCIAL DE LICUACIN
MMTODOS DE PREDICCIONTODOS DE PREDICCIONDE LICUACIDE LICUACINN
LICUACIONLICUACION1. M1. MTODOS EMPTODOS EMPRICOSRICOS
2. M2. MTODOS SEMITODOS SEMI -- EMPIRICOSEMPIRICOS
3. M3. MTODOS ANALTODOS ANALTICOSTICOS
MOVILIDAD CMOVILIDAD CCLICACLICA
POTENCIAL DE LICUACINPOTENCIAL DE LICUACIN
1. M1. MTODOS EMPTODOS EMPRICOSRICOS ESTESTN BASADOS EN OBSERVACIONES DE CAMPO.N BASADOS EN OBSERVACIONES DE CAMPO.
Tienen en cuenta el comportamiento de suelos enTienen en cuenta el comportamiento de suelos encondiciones de terreno similares y frente a solicitacionescondiciones de terreno similares y frente a solicitacionessssmicas del tipo de las previstas.smicas del tipo de las previstas.
MMTODOSTODOS
Explosiones controladas (Explosiones controladas (FlorinFlorin yy IvanovIvanov, 1961), 1961) Observaciones de campo.Observaciones de campo.
Son aquellos en los que se relacionan parSon aquellos en los que se relacionan parmetrosmetrosmedidos en campo con factores indicadores del damedidos en campo con factores indicadores del dao.o.Ejemplo tEjemplo tpico es la relacipico es la relaci n CSRn CSR vsvs NN--SPT.SPT.
POTENCIAL DE LICUACINPOTENCIAL DE LICUACIN
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POTENCIAL DE LICUACINPOTENCIAL DE LICUACIN
2. M2. MTODOS SEMITODOS SEMI--EMPEMPRICOSRICOS
BASADOS EN LA COMPARACION DE LAS CONDICIONES QUEBASADOS EN LA COMPARACION DE LAS CONDICIONES QUE
PRODUCEN LA LICUACION DEL SUELO, SEGPRODUCEN LA LICUACION DEL SUELO, SEGN ENSAYOS DEN ENSAYOS DE
LABORATORIO (QUE REPRODUZCANLABORATORIO (QUE REPRODUZCAN vovo) CON LAS ACCIONES) CON LAS ACCIONES
GENERADAS POR EL SISMOGENERADAS POR EL SISMO
EJEMPLOS DE MEJEMPLOS DE MTODOS:TODOS:
MMTODO SIMPLIFICADO (con tensiones cTODO SIMPLIFICADO (con tensiones c clicas)clicas)
SeedSeed ee IdrissIdriss, 1971, 1971
MMTODO DE LA LINEA DE ESTADO ESTACIONARIOTODO DE LA LINEA DE ESTADO ESTACIONARIO
((PoulosPoulos yy DobryDobry))
POTENCIAL DE LICUACINPOTENCIAL DE LICUACIN
3. M3. MTODOS ANALTODOS ANALTICOSTICOS
SON MSON MTODOS APLICABLES EN CONDICIONES DE PRESIONESTODOS APLICABLES EN CONDICIONES DE PRESIONESEFECTIVAS, NO REQUIRIENDO RESULTADOS DEEFECTIVAS, NO REQUIRIENDO RESULTADOS DELABORATORIO PARA SU UTILIZACILABORATORIO PARA SU UTILIZACINN
ANALIZAN L A L ICUACIANALIZAN LA L ICUACIN COMO UN COMPONENTE MN COMO UN COMPONENTE MS DENTRO DELS DENTRO DELPROCESO DINPROCESO DINMICO GENERADO BAJO LA ACCIMICO GENERADO BAJO LA ACCIN DEL SISMO.N DEL SISMO.
EMPLEAN FUNCIONESEMPLEAN FUNCIONES ANALANAL TICASTICAS DE CRECIMIENTO DE LADE CRECIMIENTO DE LAPRESIPRESIN DE POROSN DE POROS
LALA CLAVECLAVE DEL MDEL MTODO SE ENCUENTRA EN EL MECANISMOTODO SE ENCUENTRA EN EL MECANISMOADOPTADO PARA LA GENERACIADOPTADO PARA LA GENERACIN Y DISIPACIN Y DISIPACIN DEN DE
LALA PRESIPRESIN DE POROS EN FUNCIN DE POROS EN FUNCIN DE LAS DEFORMACIONESN DE LAS DEFORMACIONESTANGENCIALES.TANGENCIALES.
G. MITIGACIN DEL FENMENOG. MITIGACIN DEL FENMENO
1. MEDIDAS PARA IMPEDIR LA LICUEFACCIN1. MEDIDAS PARA IMPEDIR LA LICUEFACCIN
Disminuyendo la porosidad del suelo(compactacin)
Abatir el nivel fretico
- Tcnicas de Vibroflotacin
- Terra-Probe
- Inyecciones
- Bombeo, Wellpoints, drenes de arena,precarga.
MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGODE LICUEFACCIN
2. MEDIDAS PARA DISMINUIR LOS EFECTOS DE LALICUEFACCIN
2. MEDIDAS PARA DISMINUIR LOS EFECTOS DE LALICUEFACCIN
Pilotaje instalado hasta la profundidad de
apoyo no licuable
Anclajes
Pantallas que confinen la zona de apoyo
de la estructura
MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGODE LICUEFACCIN
3. ACCIONES PARA MITIGAR LOS EFECTOS DE LALICUEFACCIN
3. ACCIONES PARA MITIGAR LOS EFECTOS DE LALICUEFACCIN
Cambios en los procedimientos de operacin delproyecto (soluciones no-estructurales)
Mtodos de Estabilizacin in situ
Cambios en el proyecto estructural (solucionesestructurales)
Control de presiones intersticiales no-deseables(soluciones de drenaje)
MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGO
DE LICUEFACCIN
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Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
Soluciones de recimentacinSoluciones de recimentacin
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Potencial de licuacin : Hubo licuacinPotencial de licuacin: Hubo li cuacin
Potencial Licuacion - Aceleracin Ssmica P-12
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50Factor Potencial (FRL)
Profundidad(m)
S EED -IDRIS TO KIMA TS U IW AS AK I
Potencial Licuacion - Aceleracin Ssmica PS-2
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.50
Factor Potencial (FRL)
Profundidad(m)
S EED -IDRIS T OK IMA TS U IWA SA KI
Potencial de licuacin : No hubo licuacinPotencial de licuacin : No hubo licuacin
Potencial Licuacion - Aceleracin Ssmica P-12
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.001.002.003.004.005.006.00
Factor Potencial (FRL)
Pro
fundidad(m)
SEED- IDRIS TOKIMATSU
Potencial Licuacion - Aceleracin Ssmica P-13
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.001.002.003.004.005.006.00
Factor Potencial (FRL)
Pro
fundidad(m)
SEED- IDRIS TOKIMATSU
Soluciones para disipacin de presiones interstic ialesSoluciones para disipacin de presiones intersticiales
Soluciones de disipacin depresiones intersticialesSoluciones de disipacin depresiones intersticiales
Soluciones de recimentacin paratanquesSoluciones de recimentacin paratanques
Soluciones de recimentacin para
tanques
Soluciones de recimentacin para
tanques
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Soluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
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Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Soluciones de recimentacin para tanquesSoluciones de recimentacin para tanques
Mitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmeno
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Mitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
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Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
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Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
Mitigacin del fenmenoMitigacin del fenmeno
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Curso de CimentacionesProf. Dr. Ing. Arnaldo Carrillo GilCurso de CimentacionesProf. Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil
Proteccin Ssmicaen la Cimentacin deEdificios y obras de
ingeniera
Aisladoresde Base
Disipadoresde Energa
MasasSintonizadas
Sistemas
Pasivos
AisladoresActivos
AisladoresSemi-Activos
Masas SintonizadasSemi-Activas
Sistemas
Hbridos
MasasActivas
ArriostresActivos
ControlAdaptivo
Sistemas
Activos
Sistemas
de Proteccin Ssmica
SISTEMAS ACTIVOSSISTEMAS ACTIVOS
EstructuraExcitacin Respuesta
Act uado res
Sensores Controlador Sensores
Los sensores instalados en la estructura miden las excitaciones
externas y la respuesta dinmica de la estructura.
Los procesadores en tiempo real procesan la informacin
proveniente de los sensores, y calculan las fuerzas de necesarias
basndose en un algoritmo de control.
SISTEMAS HBRIDOSSISTEMAS HBRIDOS
EstructuraExcitacin Respuesta
Sensores Controlador Sensores
Act uado res
SP
SISTEMAS ACTIVOS E HIBRIDOSSISTEMAS ACTIVOS E HIBRIDOS
Masa Activa
Arriostres y Tendones Activos
SISTEMAS ACTIVOS
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MASA SINTONIZADA ACTIVAMASA SINTONIZADA ACTIVA
Masas Activas: Princ. 4Ton, Sec. 1TonKYOBASHI SEIWA BLDG
OSCILADOR HBRIDO
Landmark Tower, Yokohama, Japn
OSCILADOR HBRIDO
Shinjuku Park Tower, Tokyo, Japn
SISTEMAS PASIVOSSISTEMAS PASIVOS
SISTEMAS PASIVOSSISTEMAS PASIVOS
Aisladores de Base
Disipadores de Energa.
Masas Sintonizadas
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AISLADORES ELASTOMAISLADORES ELASTOMRICOSRICOS
Caucho natural
Caucho con ncleo de plomo
Caucho de alto amortiguamiento
LRBLRB
AISLADORES DESLIZANTESAISLADORES DESLIZANTES
Electricit de France,
EERC Combinado, TASS
Elstico Friccionante,
Pendular Friccionante (FPS)
DISIPADORES DE ENERGADISIPADORES DE ENERGA
DISIPADORES DE ENERGADISIPADORES DE ENERGA
Disipadores de Fluido Viscoso
Disipador
Nippon Steel
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AISLADOR + DISIPADORAISLADOR + DISIPADOR
Aplicaciones deAislamiento SsmicoAplicaciones deAislamiento Ssmico
Fire Command and Control Facility, California
32 HDR, costo 6% menos
Puente Benicia-Martinez, California
FPS
Fenmeno de licuacin causalos mayores daos
Efecto de post-licuacin debetomarse en cuenta
Procesos de mitigacin antesde obras de recuperacin
Falta de manejo adecuadopara gerenciar la catstrofe
aduciendo que la naturalezaes la culpable
Carencia de estrategiascongruentes que noaprovechan la experiencia niaprenden lecciones
Conclusiones especficas (Sismo Pisco 2007)Conclusiones especficas (Sismo Pisco 2007)
Recomendaciones finalesRecomendaciones finales
Crear el hbito de prevencin ymanejo de emergencias en todoel pas y a todo nivel
Formar profesionalesespecialistas en catstrofes yacentuar la preparacin para lamitigacin
Ayuda y soporte econmico pararealizar investigacin sobre elfenmeno de licuacin y susconsecuencias en la zona de la
catstrofe.
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Dr. ARNALDO CARRILLO GIL
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CURSOCIMENTACIONES ENEL NORTE DEL PERU:
RECIENTES AVANCESTECNOLOGICOS
CURSOCIMENTACIONES ENEL NORTE DEL PERU:
RECIENTES AVANCESTECNOLOGICOS
PROFESOR: Dr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL
DISEO DE
CIMENTACIONESSOBRE ARCILLASEXPANSIVAS
Distribucin de suelos expansivos en el Mundo (G.W. Donaldson)
TUMBES
PIURA
LAMBAYEQUE
LA LIBERTAD
SAN MARTIN
CAJAMARCA
AMAZONAS
FACTORES SIGNIFICATIVOSCantidad y tipo de minerales de arcillaNaturaleza del fluido intersticialPeso unitarioContenido inicial de humedadEstructura del sueloCondiciones de carga externaTiempo para lograr la expansin total
TIPOS DE EXPANSIONExpansin irreversibleExpansin estacional
ANALISIS DEFALLAS POR
EXPANSION EN EL
NORTE DEL PERU
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CAUSAS COMUNESAniegos localizadosAscenso de aguaLluvia y drenaje superficial deficiente
Presencia de vegetacinModificacin en el equilibrio dehumedad
Humedad por infiltracin (Fenmenode El Nio)
Cuando se edifica sobre sueloexpansivo, la cubierta artificialrompe el equilibrio natural y sedetiene la evaporacin y el aguasuperficial y profunda migra haciael centro del rea. El agua liberalas tensiones, elimina la restriccin
de carga por desecacin loscoloides se hinchan y el suelo seexpande.
Los suelos expansivos contienenminerales con carga elctricaactiva que crean separacin entrelas partculas de arcilla. Lasvariaciones de esta cargaelctrica, inducida por elhumedecimiento y por diversos
factores fsicos y qumicos,alteran la separacin y originan laexpansin del suelo.
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CASO RECIENTE
TUMBES
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CASO HISTORICO
PUERTO DE PAITA
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PROPIEDADESINGENIERILES DE
LAS ARCILLASEXPANSIVAS
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AVANCES EN
INVESTIGACIONTECNOLOGICA
COMPORTAMIENTODE LOS SUELOS
EXPANSIVOS
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CALCULO DE LA EXPANSION POR SUCCIONSegn McKeen (1992)
H = CH. H. t.f.sDonde:H es la expansin totalCH es el Indice de Compresin por Succin
H es el cambio de succin en el suelot es el espesor de la capa del sueloespansivo
f es el factor de confinamientoS es el factor de reduccin por sobrecarga
El ndice de Compresin por Succin sepuede estimar utilizando una relacinemprica entre el contenido de humedad yla succin H/ w.El cambio de los niveles de succin H es ladiferencia entre los perfiles de succin.El valor del factor de confinamiento lateral
esta relacionado teoricamente con elcoeficiente de presin lateral en reposo Ko:f=(1 + 2Ko)/3, que tiene un rango devariacin de 0.5
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DISEO DE
CIMENTACIONESSOBRE SUELOSEXPANSIVOS
SOLUCIONESCONSTRUCTIVAS
SUELOS EXPANSIVOSRECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS
Pilotes y pisos suspendidosMayor a 4
Pilares o Columnas cortas2 a 4
Edificacin flexible a 2
Juntas y Refuerzo mnimo a
No hay precaucin0 a
Tratamiento ConstructivoExpansinTotal
TRATAMIENTO DE PISOS Apoyados directamente Base granular Losa armada Pisos suspendidos Empleo de geomembranas
SOLUCIONES ESPECIALES Pantallas impermeables Edificacin flexible Uso de geomembranas Plateas de cimentacin Pilotes
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SOLUCIONES POR PLATEA Permite el movimiento pero requiere rigidizarla estructura; levantamiento sin flexin.
Clculo: 1) Suponiendo apoyos en el centrocon extremos en voladizo. 2) Bordes sinapoyo en el centro (Tipo Puente)
Para casas livianas: Espesor de placa 10 cm Nervios separados 4.00 m (coincidiendo con
paredes) Profundidad de nervios 0.65 a 0.70 m
PlacaRgida
Nervios enambos sentidos
SOLUCION CON AREA IMPERMEABLEALREDEDOR
Permite uniformizar los movimientos del sueloexpansivo impidiendo la evaporacin en losbordes.
Cubrir un rea alrededor de la construccin
utilizando geomembranas colocadas a pocaprofundidad y en extensin suficiente paraimpedir los efectos de la humedad.
Tambin puede utilizarse veredas o cubiertascon pavimento alrededor de la estructura.
L
h
geomembrana
SOLUCION PLATEA SOBRE RELLENO Solucin que acepta y uniformiza losmovimientos del suelo expansivo.
Consiste en excavar un cierto espesor dearcilla expansiva y reemplazarlo por unrelleno de ingeniera o estructural, sobre elque se construye la platea rgida.
Edificios pequeos con placas que rigidizan laplatea de cimentacin.
2.00 mSuelocompactadopor capas
SOLUCION CON PILOTES Consiste en buscar apoyo en suelos inertes pordebajo de la capa expansiva, evitando elcontacto lateral entre suelo y estructura,tomando las medidas para que el suelo nolevante los pisos de la obra.
Soluciones difciles de practicar en nuestromedio debido al estado de seguridad en que seencuentran los suelos superficiales.
CONSTRUCCION DE TUBERIAS Las filtraciones originan daos por expansin. Construccin e instalacin cuidadosa, juntasflexibles, pasos a travs de riostras de mayordimetro para permitir movimientos.
Instalacin vista o por encima de techos,colgadas de la estructura, flexibilizando lospuntos de cambio de apoyo (de suelo aestructura o viceversa).
SOLUCIONESANALITICAS
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SOLUCIONES ESTRUCTURALRESFORMULA SUDAFRICANA
M = K.w.L2/2FORMULA ESPAOLA
M = K.L2/8 {1-w/ B.Qf}FORMULA PERUANA
M = w.L2/8 {1-w/ L.Ko.H}SOLUCIONES ESPECIALES
FUERZA HORIZONTAL
F = .E.b./ 16.H
COMENTARIOS
FINALES
Prof. ARNALDO CARRILLO GIL
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FACULTAD DE INGENIERA
UNIDAD DE INVESTIGACION
Marzo, 2007
CALENTAMIENTO
GLOBAL
Y GEOTECNIA
Dr. Arnaldo Carrillo Gil
LA DESAPARICION DE LA CAPA DELA DESAPARICION DE LA CAPA DE
OZONO, EL EFECTO INVERNADERO;OZONO, EL EFECTO INVERNADERO;
LA LLUVIA ACIDA, LALA LLUVIA ACIDA, LA
DEFORESTACION DE LA SELVA,DEFORESTACION DE LA SELVA,
SON LOS PROBLEMASSON LOS PROBLEMASMEDIOAMBIENTALES MASMEDIOAMBIENTALES MAS
GRAVES Y TIENEN UNGRAVES Y TIENEN UN
COMPONENTE COMUN:COMPONENTE COMUN:
LA ESCALA GLOBAL, POR ELLOLA ESCALA GLOBAL, POR ELLO
SUS EFECTOS PUEDEN SERSUS EFECTOS PUEDEN SER
IRREVERSIBLEMENTEIRREVERSIBLEMENTE
DESTRUCTIVOS PARA ELDESTRUCTIVOS PARA EL
MUNDO ENTEROMUNDO ENTERO
LA CAPA DE OZONO, QUE ENVUELVELA CAPA DE OZONO, QUE ENVUELVEAL PLANETA Y NOS PROTEGEAL PLANETA Y NOS PROTEGE
DE LOS RAYOS ULTRAVIOLETA, HADE LOS RAYOS ULTRAVIOLETA, HAESTADO DESAPARECIENDO A UN RITMOESTADO DESAPARECIENDO A UN RITMO
CRECIENTE, HAY UNCRECIENTE, HAY UN HUECOHUECO EN LAEN LAANTARTIDA 15 VECES MAS GRANDEANTARTIDA 15 VECES MAS GRANDE
QUE EL PERU, Y SE AGRANDAQUE EL PERU, Y SE AGRANDA
CADA ACADA AO, PRODUCIENDO CANCERO, PRODUCIENDO CANCERA LA PIEL,ENFERMEDADES A LOSA LA PIEL,ENFERMEDADES A LOS
OJOS COMO CATARATAS, ASI COMOOJOS COMO CATARATAS, ASI COMOTAMBIEN MUTACIONESTAMBIEN MUTACIONES
LA LLUVIA ACIDA ES CONSECUENCIALA LLUVIA ACIDA ES CONSECUENCIADE EMISIONES DE COMPUESTOSDE EMISIONES DE COMPUESTOS
SULFURADOS Y NITROGENADOS QUE SESULFURADOS Y NITROGENADOS QUE SELIBERAN POR EL USO DE COMBUSTIBLESLIBERAN POR EL USO DE COMBUSTIBLESFOSILES, CERCA DE UN TERCIO DE LOSFOSILES, CERCA DE UN TERCIO DE LOS
BOSQUES DE EUROPA HAN SIDOBOSQUES DE EUROPA HAN SIDOREPORTADOS ENFERMOS POR EL EFECTOREPORTADOS ENFERMOS POR EL EFECTOCOMBINADO DE CONTAMINACION, LLUVIACOMBINADO DE CONTAMINACION, LLUVIA
ACIDA Y OZONO TROPOSFERICO. EFECTOSACIDA Y OZONO TROPOSFERICO. EFECTOSQUE SE NOTAN EN LA CHINA DONDE LAQUE SE NOTAN EN LA CHINA DONDE LATIERRA AGRICOLA SE HA REDUCIDO ENTIERRA AGRICOLA SE HA REDUCIDO EN
UN EQUIVALENTE AL TERRITORIO DEUN EQUIVALENTE AL TERRITORIO DECOSTA RICACOSTA RICA
PERO EL PROBLEMA DEL OZONO ESPERO EL PROBLEMA DEL OZONO ESMINUSCULO COMPARADO CON ELMINUSCULO COMPARADO CON ELEFECTO INVERNADEROEFECTO INVERNADERO
QUE MUESTRA QUE EL PLANETA SEQUE MUESTRA QUE EL PLANETA SEESTA CALENTANDO RAPIDAMENTEESTA CALENTANDO RAPIDAMENTEPOR EL DIOXIDO DE CARBONO QUEPOR EL DIOXIDO DE CARBONO QUE
ATRAPA EL CALOR COMO LOS VIDRIOSATRAPA EL CALOR COMO LOS VIDRIOSDE UN INVERNADERO. EL USO DE COMBUSDE UN INVERNADERO. EL USO DE COMBUS--TIBLES FOSILES AGREGA 6 MIL MILLONESTIBLES FOSILES AGREGA 6 MIL MILLONES
DE TONELADAS DE ESTE GAS CADADE TONELADAS DE ESTE GAS CADAAAO, LA DEFORESTACION DE LAO, LA DEFORESTACION DE LA
SELVA AGREGA OTROS 2 MIL MILLOSELVA AGREGA OTROS 2 MIL MILLO--
NES DE TONELADAS.NES DE TONELADAS.
EL PESO DE LA EVIDENCIA SUGIEREEL PESO DE LA EVIDENCIA SUGIEREQUE HAY UNA INFLUENCIA HUMANAQUE HAY UNA INFLUENCIA HUMANAEN EL CLIMA TERRESTRE.EN EL CLIMA TERRESTRE.
HAY UNA CORRELACION SORPRENDENTEHAY UNA CORRELACION SORPRENDENTEAUNQUE NO PERFECTA, ENTRE LOSAUNQUE NO PERFECTA, ENTRE LOS
NIVELES CRECIENTES DE CONIVELES CRECIENTES DE CO22 Y ELY ELAUMENTO DE LAS TEMPERATURASAUMENTO DE LAS TEMPERATURAS
TERRESTRES DURANTE LOS ULTIMOSTERRESTRES DURANTE LOS ULTIMOS100 A100 AOS. LA PROBABILIDAD DEOS. LA PROBABILIDAD DE
SEQUIAS E INUNDACIONES SERA MASSEQUIAS E INUNDACIONES SERA MASALTA, LO QUE AUMENTARA ELALTA, LO QUE AUMENTARA ELPRECIO DE LOS ALIMENTOS YPRECIO DE LOS ALIMENTOS Y
CAUSARA HAMBRUNACAUSARA HAMBRUNA..
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LA CUENCA AMAZONICA COMPRENDE,LA CUENCA AMAZONICA COMPRENDE,POR SI SOLA,LA VIGESIMA PARTE DEPOR SI SOLA,LA VIGESIMA PARTE DE
TODAS LAS TIERRAS FIRMES DEL PLANETATODAS LAS TIERRAS FIRMES DEL PLANETA
Y PRODUCE LA MITAD DEL OXIGENOY PRODUCE LA MITAD DEL OXIGENOQUE SE AGREGA A LA ATMOSFERAQUE SE AGREGA A LA ATMOSFERA
ANUALMENTE. LAS SELVAS AMAZONICASANUALMENTE. LAS SELVAS AMAZONICASSE TALAN A RAZON DE 125,000 Km2SE TALAN A RAZON DE 125,000 Km2POR DECADA; SI LA DESTRUCCIONPOR DECADA; SI LA DESTRUCCIONPROSIGUE A ESE RITMO, LA SELVAPROSIGUE A ESE RITMO, LA SELVAHABRA DESAPARECIDO ANTES QUEHABRA DESAPARECIDO ANTES QUE
TERMINE EL PROXIMO SIGLOTERMINE EL PROXIMO SIGLO
SEGSEGN FAO, DURANTE LA DECADAN FAO, DURANTE LA DECADADE LOS 80 LA DEFORESTACION ENDE LOS 80 LA DEFORESTACION EN
EL TROPICO ALCANZOEL TROPICO ALCANZO
LA INCREIBLE TASA DE 30 HECTAREASLA INCREIBLE TASA DE 30 HECTAREASPOR MINUTO, 16 MILLONES DE HECTAREASPOR MINUTO, 16 MILLONES DE HECTAREASPOR APOR AO, ACARREANDO SIGNIFICATIVOSO, ACARREANDO SIGNIFICATIVOS
DADAOS SOCIALES, ECONOMICOS YOS SOCIALES, ECONOMICOS YAMBIENTALES Y LA DESTRUCCIONAMBIENTALES Y LA DESTRUCCION
PROGRESIVA E IRREVERSIBLEPROGRESIVA E IRREVERSIBLEDE LOS RECURSOSDE LOS RECURSOS
GENETICOS MAS VALIOSOSGENETICOS MAS VALIOSOSDEL PLANETADEL PLANETA
LA CONTAMINACION MINERA Y LA LLUVIALA CONTAMINACION MINERA Y LA LLUVIAACIDA AMENAZAN GRANDES EXTENSIONESACIDA AMENAZAN GRANDES EXTENSIONES
DE BOSQUES. EL EFECTO INVERNADERODE BOSQUES. EL EFECTO INVERNADEROHA MOTIVADO PLANES PARA PLANTARHA MOTIVADO PLANES PARA PLANTAR
ARBOLES EN TODOARBOLES EN TODOEL MUNDO. CONTROLAR LAEL MUNDO. CONTROLAR LA
DEFORESTACION EN EL TROPICO PUEDEDEFORESTACION EN EL TROPICO PUEDE
TOMAR ENTRE 10 A 20 ATOMAR ENTRE 10 A 20 AOS POR LOOS POR LOQUE SERIA NECESARIO REFORESTARQUE SERIA NECESARIO REFORESTARUN MILLON Y MEDIO DE KmUN MILLON Y MEDIO DE Km22, UNA, UNA
EXTENSION SEIS VECES ELEXTENSION SEIS VECES ELTAMATAMAO DE INGLATERRAO DE INGLATERRA
LA DEGLACIACION SE ACELERA POR LALA DEGLACIACION SE ACELERA POR LACONTAMINACION AMBIENTAL. A PARTIRCONTAMINACION AMBIENTAL. A PARTIR
DE LOS 80 LOS GLACIARES COMENDE LOS 80 LOS GLACIARES COMEN--ZARON A DERRETIRSE MAS RAPIDAMENTEZARON A DERRETIRSE MAS RAPIDAMENTE
EN 1970 LOS GLACIARES ALCANZABANEN 1970 LOS GLACIARES ALCANZABANLOS 2,041 Km2, DESPUES DE 30 ALOS 2,041 Km2, DESPUES DE 30 A OSOS
LA MASA DE HIELO SE REDUJO ALA MASA DE HIELO SE REDUJO A1,590 Km2, ADEMAS FORMAN GRANDES1,590 Km2, ADEMAS FORMAN GRANDES
LAGUNAS EN LOS ANDES, CREANDOLAGUNAS EN LOS ANDES, CREANDO11 MIL MILLONES DE m3 DE AGUA11 MIL MILLONES DE m3 DE AGUA
ADICIONAL, PROVOCANDO GRAVESADICIONAL, PROVOCANDO GRAVESY PELIGROSOS DESLIZAMIENTOSY PELIGROSOS DESLIZAMIENTOSPOR ROTURA DE LAS LAGUNASPOR ROTURA DE LAS LAGUNAS
Definiciones conceptualesDefiniciones conceptuales
Causas del cambio global climtico
La energa recibida por la Tierra desde el Sol, debeser balanceada por la radiacin emitida desde lasuperficie terrestre. En la ausencia de cualquieratmsfera, la temperatura superficial seraaproximadamente -18 C . Esta es conocida como latemperatura efectiva de radiacin terrestre. De hechola temperatura superficial terrestre, es deaproximadamente 15 C .
Definiciones conceptualesDefinic iones conceptuales
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Definiciones conceptualesDefiniciones conceptuales
La razn de esta discrepancia de temperatura, esque la atmsfera es casi transparente a la radiacin
de onda corta, pero absorbe la mayor parte de laradiacin de onda larga emitida por la superficieterrestre. Varios componentes atmosfricos, talescomo el vapor de agua, el dixido de carbono, tienenfrecuencias moleculares vibratorias en el rangoespectral de la radiacin terrestre emitida. Estosgases de invernadero absorben y reemiten laradiacin de onda larga, devolvindola a la superficieterrestre, causando el aumento de temperatura,fenmeno denominado Efecto Invernadero (GCCIP,1997).
El hecho importante es que los anteriores gases y
ms importante aun el CO2 y el CH4 permiten que laluz solar penetre, pero atrapan el calor saliente, locual es natural que pase, ya que de otra forma nosenfriaramos por la noche. El problema es queestamos alterando dramticamente lasconcentraciones de estos gases de invernadero, conun consecuente incremento en el potencial decalentamiento (habilidad de retener el calor) de laatmsfera.
Definiciones conceptualesDefiniciones conceptuales
El Cambio Global Climtico, es un cambio que esatribuido directa o indirectamente a las actividadeshumanas que alteran la composicin globalatmosfrica, agregada a la variabilidad climtica
natural observada en periodos comparables detiempo
Definiciones conceptualesDefinic iones conceptuales
Los niveles de dixido de carbono y otros 'gases deefecto invernadero' en la atmsfera han aumentadovertiginosamente durante la era industrial debido aactividades humanas como la deforestacin o elfuerte consumo de combustibles fsiles, estimulado
por el crecimiento econmico y demogrfico.
ConsecuenciasConsecuencias
Un tercio del total de la poblacin mundial vive amenos de 100 Km. de la costa.
Trece de las 19 ciudades con ms de 10 millonesde habitantes se encuentran en regiones costeras.
Un aumento del nivel del mar, que se prev ocurracomo consecuencia del calentamiento global, poneen peligro a ms personas que en el pasado
ConsecuenciasConsecuencias
Se elevar el nivel del mar, y algunas zonas costerasse inundarn y sern eliminadas de la faz de la tierra.Las corrientes ocenicas se alterarn comoconsecuencia de cambios en los regmenes de lluviay de temperatura y esto conducir entre otras cosas,a provocar deshielos espectaculares en las zonaspolares. Los ecosistemas marinos se vern afectadospor el cambio global, principalmente en laabundancia y diversidad del plancton ya que estapoblacin es muy sensible a las variaciones detemperatura
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Cambios que pueden ocurrir en la Florida Cambios que pueden ocurrir en la Florida
Cambios que pueden ocurrir en Groenlandia
REAS COSTERAS SUJETAS A INUNDACIN TRAS UN INCREMENTO DEL NIVELDEL MAR DE 0.25 m
Fuente: Ortiz Prez y Mendez Linares, 1999
LA COSTA DEL GOLFO DE MXICO ES MUY VULNERABLE A UNINCREMENTO DEL NIVEL DEL MARLA COSTA DEL GOLFO DE MXICO ES MUY VULNERABLE A UNINCREMENTO DEL NIVEL DEL MAR
SIMULADOR GLOBALSIMULADOR GLOBAL
Los efectos del cambio climtico en Amrica Latinason muy significativos y afectarn de manerairreversible los ecosistemas clave y los servicios questos proporcionan, existen proyecciones detalladasacerca del probable cambio que sufrir el clima entre2008 y 2099 que fueron realizadas mediante lasupercomputadora Earth Simulatoro SimuladorGlobal y datos facilitados por el Instituto deInvestigacin Meteorolgica de Japn.
SIMULADOR GLOBALSIMULADOR GLOBAL
Corre
Estabilizacin de 550 ppm
Arquitectura
40 Teraflops (1) Une modelos ocano-
atmosfricos Resolucin de grilla de 20
Km x 20 Km Futura resolucin de grilla
de 5 Km x 5 Km Programa corrido por MRI
Teraflop = 1012 Operaciones flotantes por segundo
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SIMULADOR GLOBALSIMULADOR GLOBAL
El Earth Simulatorcorrobora las conclusiones deestudios anteriores, que predicen no slo alzas en lastemperaturas, sino tambin la intensificacin deciclos hidrolgicos con prolongados perodos desequas y lluvias extremas. La computadora prevque gran parte de Amrica del Norte y AmricaLatina y el Caribe tendr que soportar 30 dasadicionales al ao con temperaturas mximassuperiores a los 30C.
SIMULADOR GLOBALSIMULADOR GLOBAL
Modelos matemticos predicen para mitades del sigloXXI, una variacin media superficial de entre 1.5 a 5C (actualmente ~15C) y resultados devastadorespara el balance climtico mundial.
Lo anterior traer incremento en la evaporacin delos ocanos y por lo tanto mayor nubosidad, que a su