Investigación & Desarrollo

COLORANTES NATURALES DEL VALLE DE ZONGO (BOLIVIA) Y SUS APLICACIONES TEXTILES

Three plants collected at the Zongo Valley were evaluated for textile dyeing applications. The species selected were extracted following acidic and basic procedures to obtain colored samples, that were submitted to direct and indirect (with mordents) dyeing techniques. In all experiments the need of a mordant was observed and the type of chemical mordant was identified. In each work, the strength of the fabric’s dye with the natural colorant was evaluated using a series of washing, rinsing, drying, ironing and exposure to sun light protocols. It was found that the acidic extract of Brachyotum microdon (flowers) needs Al2(SO4)3 to dye the fabric with a red cabernet tone, while the basic extract fixes the fabric with a brown color with FeCl3 and green with FeSO4. The acid extract of the stems of Souroubea fragilis dyed the fabric with a light orange color when Al2(SO4)3 was used as a mordent, while the basic extract provided brown tones thanks to CuSO4 or FeSO4. Finally, the acidic extract of Fuchsia boliviana (flowers and fruits) gave a pale rose and a green tinting with Al2(SO4)3 and FeCl3, respectively. The basic extract of this plant provided a green dyeing with CuSO4 and orange shading with FeCl3. Different types of fabrics were evaluated, and the best dyeing results were observed with cotton. All the extracts studied presented antioxidant and photoprotector activities. The acidic extract of Brachyotum microdon (flowers) showed 82.5% of inhibition at 10µg/ml against DPPH and it absorbed the harmful UV B radiation. The acidic extract of Fuchsia boliviana (flowers and fruits) gave an 86.7% of inhibition at 10µg/ml against DPPH and it also absorbed the damaging UV B radiation. Finally, the acidic extract of Souroubea fragilis (stems) presented 92.1% of inhibition at 100µg/ml against DPPH and it absorbed both UV-B and UV-A radiations.

Tres plantas colectadas en el Valle de Zongo fueron evaluadas para aplicaciones textiles. Las especies seleccionadas fueron extraídas siguiendo procedimientos ácidos y básicos para obtener muestras coloridas, que fueron sometidas a técnicas de tinción directa e indirecta (con mordientes). En todos los experimentos, la necesidad de mordiente fue observada y el tipo de mordiente químico fue identificado. En cada trabajo, el poder de la tinción del colorante natural en la tela fue evaluado usando una serie de protocolos de lavado, enjuague, secado, planchado y exposición a la luz solar. Se encontró que el extracto ácido de Brachyotum microdon (flores) necesita Al2(SO4)3 para teñir la tela con un tono rojo cabernet, mientras que el extracto básico fija la tela de color café con FeCl3 y verde con FeSO4. El extracto ácido de los tallos de Souroubea fragilis tiñe la tela con un color naranja claro cuando se utiliza Al2(SO4)3 como mordiente, mientras que el extracto básico proporciona un tono café gracias a CuSO4 o FeSO4. Finalmente, el extracto ácido de Fuchsia boliviana (flores y frutos) dio tinciones rosa pálido y verde con Al2(SO4)3 and FeCl3; respectivamente. El extracto básico de esta planta proporcionó un teñido verde con CuSO4 y una tonalidad naranja con FeCl3. Diferentes tipos de telas fueron evaluadas y los mejores resultados de teñido se observaron con algodón. Todos los extractos estudiados presentaron actividades antioxidantes y fotoprotectoras. El extracto ácido de Brachyotum microdon (flores) mostró 82.5% de inhibición a 10µg/ml contra DPPH y absorbió la dañina radiación UV B. El extracto acídico de Fuchsia boliviana (flores y frutos) dio una inhibición de 86.7% a 10µg/ml contra DPPH y también absorbió la nociva radiación UV B. Finalmente, el extracto ácido de Souroubea fragilis (tallos) presentó 92.1% de inhibición a 100µg/ml contra DPPH y absorbió ambas radiaciones UV-A y UV-B.

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO PARA LA REMOCIÓN DE ARSÉNICO DEL AGUA DE CONSUMO EN EL ALTIPLANO Y VALLES DE BOLIVIA

La presencia de elevadas concentraciones de arsénico encontradas en el agua de consumo de dos sitios geográficamente distantes en Bolivia, ha requerido el diseño, la construcción y la implementación de un sistema de remoción de arsénico para así obtener agua más segura para su consumo. Uno de los sitios se encuentra en una unidad educativa de la zona periurbana de la ciudad de Cochabamba y el otro en una escuela rural en la población de Quillacas en el departamento de Oruro dentro del área del Altiplano boliviano. El sistema consta de dos procesos de remoción de arsénico que funcionan en serie: i) el proceso RAOS que requiere una etapa de aireación y dosificación con sulfato ferroso y citrato de sodio automáticamente controlado con el flujo de agua, 6 fotoreactores provistos de tubos de acrílico de alta transmitancia emplazados en colectores solares tipo Fresnel (con capacidad colectora equivalente a 17,5 soles) y ii) el proceso IHE-ADART que utiliza filtros de arena recubierta con óxido de hierro, IOCS, seguidos de una microfiltración con filtros de polipropileno de 5 y 1 micras dispuestos en serie. El sistema es capaz de remover el arsénico total (particulado y disuelto) hasta concentraciones menores a lo requerido por la guía de la Organización Mundial para la Salud (OMS) y la norma boliviana para agua potable (NB 512) (10 μg/l) en ambas unidades educativas, aun cuando las características hidroquímicas de las aguas tratadas fueron sustancialmente diferentes. Las características del agua de pozo en Cochabamba, favorecen la remoción de arsénico hasta en un 75% por ambos procesos, especialmente el pH, el potencial óxido-reducción y las bajas concentraciones de aniones competidores (cloruros, sulfatos y nitratos) por los sitios de adsorción que están sobre la superficie de los microflóculos de hidróxido férrico o de la capa de óxido férrico que recubre la arena de los filtros IOCS. Por otra parte, las elevadas concentraciones de cloruros, boratos y sulfatos presentes en el agua de pozo que usa la unidad educativa de Quillacas y su alta salinidad no afectan significativamente a la capacidad de adsorción de la arena IOCS, permitiendo elevadas eficiencias de remoción de arsénico (mayores al 90%). En conclusión, el sistema es adecuado, desde el punto de vista técnico para la remoción de arsénico natural presente en aguas subterráneas del valle bajo de Cochabamba y de la zona sur colindante con el lago Poopó en el altiplano boliviano.

The presence of elevated concentrations of arsenic found in drinking water at two geographically distant sites in Bolivia, has required the design, construction and implementation of an arsenic removal system in order to obtain safer water for consumption. One of the sites is in an educational unit in the peri-urban area of the city of Cochabamba and the other is in a rural school in the town of Quillacas in the department of Oruro within the Bolivian Altiplano area. The system consists of two arsenic removal processes that work in series: i) the RAOS process that requires an aeration and dosing stage of ferrous sulfate and sodium citrate automatically controlled with the flow of water, 6 photoreactors equipped with high-quality acrylic tubes transmittance placed in Fresnel-type solar collectors with a collecting capacity of 17.5 soles) and ii) the IHE-ADART process using iron oxide-coated sand filters, IOCS, followed by microfiltration with 5 and 1 micron polypropylene filters arranged serially. The system is capable of removing total arsenic (particulate and dissolved) to concentrations lower than that required by the WHO guide and the Bolivian standard NB 512 (10 μg/l) in both educational units, even when the hydrochemical characteristics of the treated waters were substantially different. The characteristics of the well water in Cochabamba favor the removal of arsenic up to around 75% by both processes, especially the pH, the oxide-reduction potential and the low concentrations of competing anions (chlorides, sulfates and nitrates) for the adsorption sites that are on the surface of the ferric hydroxide microflocks or the ferric oxide layer that covers the sand in IOCS filters. On the other hand, the high concentrations of chlorides, borates and sulfates present in the well water used by the Quillacas educational unit and its high salinity do not significantly affect the adsorption capacity of the IOCS sand, allowing high removal efficiencies of arsenic (greater than 90%). In conclusion, the system is technically adequate for the removal of natural arsenic present in groundwater in the lower Cochabamba valley and in the southern area adjacent to Lake Poopó in the Bolivian altiplano.

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTACTOR BIOLÓGICO ROTATORIO (CBR) PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES A ESCALA PILOTO

En este estudio se diseñó, implementó y evaluó el desempeño de una planta piloto de tratamiento de aguas residuales domésticas, basada en contactores biológicos rotatorios (CBR). La demanda de fuentes de agua en zonas semi- áridas ocasiona que se reutilicen aguas residuales en agricultura, aunque no tengan ningún grado de tratamiento. Los CBR son sistemas de tratamiento aerobio llevado a cabo por microorganismos adheridos sobre discos que rotan lentamente a través de un flujo de agua residual. Entre las ventajas del sistema se puede mencionar, los niveles potencialmente altos de eficiencia, que ocupan poco espacio y se pueden ampliar modularmente; sin embargo, son sistemas costosos de implementar, debido a que se requiere de la importación de los discos. En este estudio se escogió el poliestireno por su disponibilidad local y se verificó que es un medio de adherencia adecuado para los microorganismos. Las eficiencias máximas alcanzadas por el CBR una vez concluido el periodo de aclimatación fueron: 81%, 75% y 85% para la remoción de DQO total, DQO soluble y SST. La eficiencia global del sistema constituido por un sedimentador primario, un CBR de 3 etapas y un sedimentador secundario, alcanzó niveles de 68-79% para DQO total, 68-77% de DQO soluble y 81-99% de SST. Los niveles de tratamiento alcanzan valores dentro de los límites establecidos en la legislación boliviana para descarga de aguas residuales, por lo que es recomendable su escalamiento en condiciones climáticas similares a las del estudio.

In this study, a pilot scale domestic wastewater treatment plant based on rotating biological contactors (RBC), was designed, built, and evaluated. The demand of sources of water in semi-arid zones causes wastewater reuse in agriculture even without any treatment. RBC is an aerobic treatment system carried out by microorganisms attached to discs that rotate slowly through a stream of wastewater. Among the advantages of the system it can be mentioned, the potentially high levels of efficiency, the small footprint, and that can be expanded modularly; however, they are expensive systems to implement, due to the high cost of imported discs. In this study, one side rough polystyrene was chosen due to its local availability and it was verified that it is a suitable means for microorganisms to adhere. The maximum efficiencies reached by the RBC once acclimatization period was concluded, were: 81%, 75% and 85% for the removal of TCOD, SCOD and TSS. The overall efficiency of the system consisting of a primary settler, a 3-stage RBC and a secondary settler, reached levels of 68-79% for total COD, 68-77% of dissolved COD and 81-99% of TSS. Treatment levels are within the limits established in Bolivian legislation for wastewater discharge, so scaling up of this technology in climatic conditions similar to those of this study is recommended.

MODELACIÓN HIDROGEOLÓGICA EN UN ABANICO ALUVIAL DE COCHABAMBA-BOLIVIA

Los indicios de sobreexplotación de acuíferos en la región del Valle Central de Cochabamba evidencian la necesidad de tener un mejor entendimiento realizando monitoreo de los niveles piezométricos y configurando un modelo hidrogeológico para evaluar el comportamiento de los acuíferos. Alrededor de un 65% de agua para consumo humano para la región metropolitana de Cochabamba proviene de aguas subterráneas. El área de estudio se ubica en la zona de El Paso al noroeste del Valle de Cochabamba, considerada como una de las zonas de mayor importancia para la explotación de agua subterránea. El área de estudio se ubica dentro un abanico aluvial conformado por cantos rodados, gravas y arenas. El objetivo de este estudio es actualizar y expandir el monitoreo de niveles de una red de pozos en El Paso, como también entender mejor el comportamiento del flujo subterráneo usando un modelo hidrogeológico. El modelo fue configurado con el paquete MODFLOW y se realizaron mediciones de niveles para calibración y validación de los parámetros. La simulación de los niveles calculados con los observados muestra una raíz media cuadrática (RMS) de 5.69 m. y un coeficiente de correlación de 0.75. La conductividad hidráulica fue identificada como la más sensible a los resultados. La modelación se realizó en estado estacionario presentando una diferencia positiva en el balance de masas que indica un aporte de entrada al sistema de 26 m³. La dirección de flujo es de norte a sur paralelo a la pendiente de la superficie donde la dirección cambia de golpe en algunos puntos debido a la explotación. Los resultados demuestran que existe un equilibro en el sistema con un pequeño aporte lo que es viable realizar estudios en estado transitorio para identificar los cambios en el balance hídrico. Se ha detectado que no existe sobreexplotación debido al equilibrio que presenta un estado estacionario.

The growing aquifers exploitation in the Central Valley of Cochabamba demonstrate the necessity of a better understating by monitoring piezometric levels and setup a hydrogeological model to evaluate the aquifer’s behavior. Around 65% of water consumption for the metropolitan area of Cochabamba comes from groundwater. The study area is located in El Paso at the northwest zone of Cochabamba Valley, considered one of the most important zones for groundwater exploitation. The study zone is located inside of an alluvial fan conformed by boulders, gravels and sand. The objective of this study is to update and expand the monitoring levels within well network in El Paso, as well as a better understanding of the groundwater flow behavior using a hydrogeological model. The model was setup with the package MODFLOW and measurements of levels were made for calibration and validation of parameters. The comparison of simulated heads against observed ones showed a root mean square (RMS) of 5.69 m and a correlation coefficient of 0.75. The hydraulic conductivity was identified as the most sensitive parameter. The model was run in steady state showing a positive difference in the mass balance indicating a greater input by 26 m³ to the system. The main flow direction is from north to south parallel to the surface slope where the direction may suddenly change in some points due to well operation. The results showed a balance in the system which is feasible to carry out studies in transient state to identify the changes in larger periods. No overexploitation was detected due to a balance of a steady state.

ESTIMACIÓN DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA PILCOMAYO USANDO UN PRODUCTO DE PRECIPITACIÓN COMBINADO CON SENSORES ABORDO DE SATÉLITES

El objetivo de este estudio es la obtención de un producto de precipitación combinando sensores remotos con mediciones en tierra y explorar sus posibles aplicaciones para estimar caudal líquido y sólido. El presente estudio se concentra en la porción de la cuenca Pilcomayo en territorio boliviano. Se emplearon dos productos de precipitación con base satelital: GSMaP y CHIRPS. Empleando un ajuste iterativo de estos productos con pluviómetros se han obtenido dos productos denominados GS y CH respectivamente. Para realizar la validación de los productos generados se comparó con la grilla GMET de 5km de resolución del Balance Hídrico Superficial de Bolivia (BHSB). Como se ha encontrado que el producto GS muestra un performance un poco mayor al de CH, usando la precipitación combinada GS se ha procedido a estimar el caudal por subcuencas. Para este último proceso se ha utilizado los coeficientes de escorrentía reportado en el BHSB. Se ha logrado estimar el caudal líquido empleando el producto de precipitación combinado GS y coeficientes de escorrentía reportados en el BHSB. Primeramente, se ha estimado los caudales específicos por subcuenca para el periodo 2001-2015. Se ha evidenciado que las magnitudes de caudal líquido son mayores en la zona de los llanos y congruente con los valores de precipitación. Posteriormente se ha estimado el caudal líquido en las áreas de aporte de nueve estaciones hidrométricas para comparar con los caudales reportados en los 70s, 80s y 90s. Si bien son periodos diferentes de análisis, se ha notado consistencia de los caudales simulados con los reportados en la mitad de las estaciones. En la estación hidrométrica de Villamontes, que cubre 91 % de la zona de estudio, se ha estimado 6310 millones de m³ de agua en promedio interanual para el periodo 2001-2015. Posteriormente se ha estimado el caudal sólido en las mismas estaciones. En Villamontes se ha estimado 159 millones de Toneladas al año de producción de sedimento. De esta manera en el presente estudio se ha aprovechado del producto de precipitación combinado por subcuenca para estimar la variación espacial del caudal líquido y sólido en la zona de estudio. Se ha notado la importancia de la estimación de la precipitación como variable clave de los procesos hidrológicos, que bien puede ser aún mejor aprovechado utilizando modelos hidrológicos distribuidos para convertir la precipitación en caudal y a su vez en estimar la producción de sedimentos en una cuenca.

The objective of this study is to obtain a precipitation product combining remote sensors with ground measurements and to explore potential applications to estimate liquid and solid flow. This study focuses on the upper portion of the Pilcomayo basin within Bolivia. Two satellite-based precipitation products were used: GSMaP and CHIRPS. Using an iterative adjustment of these products with rain gauges, two products were generated namely GS and CH, respectively. To carry out the validation of generated products, they were compared against GMET grid of 5 km resolution. As it has been found that the GS product showing a slightly higher performance than CH, the combined GS product was employed to estimate the river discharge at sub-basin level. The discharge has been estimated using the combined precipitation product GS and reported runoff coefficients. Firstly, the specific flow at each sub-basin has been estimated for the period 2001-2015. It has been shown that the magnitudes of the river discharged were greater in the plain area and consistent with the precipitation pattern. Subsequently, the discharge in the contribution areas of nine hydrometric stations has been estimated to compare with the observations reported in the 70s, 80s and 90s. Although they are different periods of analysis, the simulated flows have been noted to be consistent with those reported in some stations. For example, at Villamontes hydrometric station, which covers 91% of the study area, 6310 million m³ of water have been estimated on an annual basis for the period 2001-2015. Subsequently, the solid flow at the same stations has been estimated. At Villamontes, it was estimated 159 million tons per year of sediment production. In this way, the present study has taken advantage of the combined precipitation product per sub-basin to estimate the spatial variation of the liquid and solid flow in the study area. The importance of estimating precipitation has been noted as a key variable in the hydrological processes, which may be even better exploited using distributed hydrological models to convert precipitation to flow and estimate the production of sediments in a basin.

MODELACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS DEL VALLE DE COCHABAMBA UTILIZANDO MODFLOW

In the Cochabamba metropolitan area, 65% of water for human consumption comes from groundwater extracted from the west side of the Central Valley. There has been an intense exploitation in the area with growth of operating wells. The objective of this study is to update and extend well monitoring, and improve understanding of groundwater flow through a hydrogeological model. The study area is an attractive region for groundwater exploitation due to the presence of an alluvial fan to the north that encourages the recharge of the aquifer. The MODFLOW computer package has been used for the modeling, using hydrogeology data of precipitation, temperature, evapotranspiration, stratigraphic profiles, and piezometric levels. As for latter, measurement campaigns were carried out at identified wells within the study area. The study area is made up of unconfined aquifers with high piezometric levels. The results of the calculated heads against the observed ones in the calibration process, gave a correlation coefficient of 0.76 and a root mean square (RMS) of 6.2 m. The model was simulated at steady state, showing a balance without evidence of exploitation, with an input of 77 m³ to the system. The main flow direction is from north to south with evident changes in direction due to the presence of rivers. The average level of the water table is 4.9 m below the surface in the southern zone and 130 m below the surface in the northern zone. The water balance generated by the model presents an input to the system of river infiltration and recharge. The output of the system is mainly due to evapotranspiration.

En la zona metropolitana de Cochabamba, el 65% de agua para el consumo humano proviene de las aguas subterráneas extraídas principalmente del lado oeste del Valle Central. Se ha notado una explotación intensa en la zona con un crecimiento del número de pozos en operación. Por ello el objeto de este estudio es aumentar el monitoreo de pozos y mejorar el conocimiento sobre el flujo subterráneo por medio de la configuración de un modelo hidrogeológico. El área de estudio es una zona atractiva para la explotación de aguas subterráneas por la presencia de un abanico aluvial al norte que favorece la recarga del acuífero. Se ha empleado el paquete computacional MODFLOW para la modelación utilizando datos de hidrogeología, precipitación, temperatura, evapotranspiración, perfiles estratigráficos y niveles piezométricos. Para este último se realizaron campañas de mediciones en los pozos identificados en la zona de estudio. En la calibración de parámetros, los niveles de agua simulados comparados con los observados en campo dieron un coeficiente de correlación de 0.76 y una raíz media cuadrática (RMS) de 6.2 m. El modelo fue usado en estado estacionario mostrando en equilibrio sin evidencias de sobreexplotación, con un aporte positivo de 77 m³ al sistema. La dirección principal de flujo se confirmó que es de norte a sur con cambios evidentes en la dirección por la presencia de los ríos y operación de pozos. El nivel promedio de la capa freática es de 4.9 m debajo de la superficie en la zona sur y de 130 m debajo de la superficie en la zona norte. El balance hídrico generado por el modelo presenta un aporte al sistema por la infiltración de los ríos y recarga. La salida del sistema es realizada principalmente por la evapotranspiración.

APLICACIÓN WEB PARA ESTIMACIÓN DE ATENUACIÓN POR LLUVIA EN ENLACES CON EL SATÉLITE TKSAT-1

En el presente artículo se introduce una aplicación web diseñada para el cálculo de estadísticas de atenuación por lluvia en Bolivia. Los cálculos que realiza son válidos para enlaces con el satélite boliviano TKSat-1 y se realizan en base a las últimas recomendaciones proporcionadas por la UIT-R. Se presentan un par de aplicaciones concretas tomando en cuenta dos emplazamientos en Bolivia: uno en una región tropical con altos niveles de precipitación, y otro en una región altiplánica en la región occidental del país. Los resultados obtenidos demuestran la utilidad de la aplicación y permiten estudiar de manera cuantitativa los diferentes efectos que produce la lluvia a diferentes bandas de frecuencias, así como su comportamiento estadístico en un año medio.

The present paper aims to introduce a web-based-application for the calculation of rain attenuation statistics in Bolivia. The calculations developed by the tool are valid for slant path links using the Bolivian satellite TKSat-1 and are based on latest versions of Recommendations provided by the ITU-R. A couple of study cases are discussed by using two different sites in Bolivia: one located in a tropical region with high precipitation levels, and other one located in the Bolivian Andean plateau in the western region of the country. The results obtained show the usefulness of the tool and allow to quantitatively study the attenuation effects caused by rain at different frequency bands, as well as their statistical behavior in an average year.

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES MEDIANTE EL EMPLEO DE ELEMENTOS FINITOS: UN CASO DE ESTUDIO EN LA PAZ - BOLIVIA

The geomechanically analysis of slopes is one important application within the geotechnical engineering scope; this fact comprehends the evaluation of natural or artificial slope stability conditions. Such evaluation process can be optimized by means of modelling combined with engineer criteria. It is important to apply a mathematical model that focuses in the analysis objective and expected results; stress-strain methods allow determining the resistant and deformational parameters in a slope, being capable to reproduce its natural behavior [1]. The present research applies to a specific sector of La Paz city, named Villa Exaltación. The objective of this study is the performing of slope stability analysis through finite elements, in order to determine the areas that need remediation. The evaluation of stability alternatives it is also included. These alternatives go from simple remediation techniques (unstable material removal, slope undercut, inclination reduction, toe counterweight) to complex stabilization works such as pile curtains. The results reveal that a head slope undercut technique can bring stable conditions and minimal strain generation, being a satisfactory and feasible answer with low complexity works. Finally, verification was performed by means of limit equilibrium analysis. Both methodologies show satisfactory results, demonstrating that numerical methods are more representative and conservative. The calibration process of soil parameters plays a key role for the generation of a reliable model; critical conditions were simulated in order to determine minimal parameters needed for a stable slope.

Una aplicación importante de la ingeniería geotécnica es el análisis geomecánico de taludes que comprende el análisis de las condiciones de estabilidad de una ladera o talud artificial; este proceso puede ser optimizado a través de modelaciones, combinadas con el criterio del ingeniero. Dentro de las diferentes metodologías de modelación matemática, es importante emplear aquella que se enfoque en el objetivo del análisis y los resultados esperados, las modelaciones mediante métodos tensión-deformación permiten determinar los parámetros resistentes y deformacionales de una ladera, pudiendo reproducir el comportamiento real observado [1]. La presente investigación aplica a un sector específico de la ciudad de La Paz, denominado Villa Exaltación. El objetivo de este estudio radica en realizar un análisis de estabilidad de taludes mediante el método de elementos finitos para determinar las zonas donde sea necesaria la remediación. En este sentido, el estudio se complementa con análisis de alternativas de estabilización que permitan mejorar la estabilidad en curso de la zona de estudio. Dichas alternativas abarcan desde técnicas simples (remoción total de materiales inestables, corte de cabeza de talud, abatimiento de pendiente, contrapeso) hasta obras complejas de estabilización (cortina de pilotes). Los resultados revelan que, mediante un corte de cabeza de talud, se obtiene un factor de seguridad estable y deformaciones mínimas, demostrando de esta manera que es factible la implementación de obras civiles de baja complejidad, para obtener resultados satisfactorios. Finalmente se realizan verificaciones con métodos de cálculo simples basados en equilibrio límite. Los resultados, satisfactorios por ambas metodologías de cálculo, demuestran que los métodos numéricos son más representativos y además conservadores. Es importante considerar que el proceso de calibración de los parámetros del suelo, en un proceso significativo para generar una modelación numérica fiable; en el presente caso se simularon condiciones críticas para determinar los parámetros mínimos que brindarían sostenimiento al talud.

ESTUDIO DE LAS DIATOMITAS DE ICA COMO MATERIA PRIMA EN LA FABRICACIÓN DE ÁRIDOS ARTIFICIALES DE ARCILLA PARA SU USO COMO AGREGADOS LIGEROS EN MEZCLAS DE HORMIGÓN DISEÑADOS EN BASE A LAS EXIGENCIAS DE LA NTP Y ASTM

El presente estudio se desarrolló con el fin de reducir el peso unitario del hormigón mediante el empleo de agregado liviano artificial, como reemplazo de los agregados convencionales (piedra y arena de origen natural). La investigación examina el material de diatomita sinterizada a temperaturas superiores a los 1000 °C como propuesta de agregado liviano. Este material presenta un peso unitario aproximado de 60 % del correspondiente a los agregados convencionales. La diatomita que conforma la materia prima para la fabricación de este agregado fue estudiada bajo los mismos estándares de calidad utilizados en agregados convencionales, en cumplimiento de las normas ASTM y NTP. Los resultados obtenidos muestran a los agregados de diatomita cocida con resistencias a compresión promedio de 45 MPa, pesos unitarios de 970 kg/m³ para agregado grueso y 1170 kg/m³ para agregado fino, además de resistencias químicas acorde a las exigencias de la norma ASTM C1260 - 14. En los ensayos de hormigón con agregado de diatomita, se encontraron valores de peso unitario alrededor de 1785 kg/m³, donde se muestra un comportamiento a compresión adecuado para resistencias de diseño f’c de 21 MPa.

The present study was developed in order to reduce the unit weight of concrete through the use of artificial lightweight aggregate, as a replacement for conventional aggregates (stone and sand of natural origin). The investigation examines the sintered diatomite material at temperatures above 1000 °C as a light aggregate proposal. This material has an approximate unit weight of 60 % of corresponding to conventional aggregates. The diatomite that forms the raw material for the manufacture of this aggregate was studied under the same quality standards used in conventional aggregates, in compliance with ASTM and NTP standards. The results obtained show cooked diatomite aggregates with average compressive strengths of 45 MPa, unit weights of 970 kg/m3 for coarse aggregate and 1170 kg/m³ for fine aggregate in addition to chemical resistances according to the requirements of ASTM C1260 - 14. In concrete tests with diatomite aggregate, unit weight values were found around 1785 kg/m³, showing an adequate compression behavior for design resistance f'c of 21 MPa.

PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA Y ECOEFICIENCIA EN EL PROCESADO DEL CACAO: UN CASO DE ESTUDIO EN ECUADOR

El cacao, es uno de los sectores económicos en Ecuador. El presente estudio tiene como finalidad realizar el diagnóstico, proponer opciones de producción más limpia (PML) y evaluar indicadores de ecoeficiencia aplicables al proceso de elaboración de pasta de cacao. Se analizaron las etapas del proceso, desde el diagnóstico hasta la formulación y evaluación de alternativas de PML. Se propusieron opciones de mejora en el proceso relacionadas con el ahorro de electricidad, agua y gestión de residuos. El análisis de la viabilidad económica y ambiental muestra resultados favorables, la recuperación de la inversión en mayoría de las opciones es inmediata o inferior a un año y pueden contribuir a disminuir el consumo de electricidad, agua, y residuos sólidos generados en un 13.2%, 18% y 99.7% respectivamente. Finalmente, se recomienda validar estas propuestas, y realizar investigaciones futuras sobre otras corrientes residuales de la actividad que puedan minimizar la contaminación ambiental generada en el proceso de producción de cacao en pasta.

Cocoa is one of the main economic sectors in Ecuador. The purpose of this study was to carry out the diagnosis, propose cleaner production (CP) options, and evaluate eco-efficiency indicators applicable to the cocoa paste elaboration process. The stages of the process were analyzed, from diagnosis to formulation and evaluation of CP alternatives. Options for process improvement related to saving electricity, water, and waste management were proposed. The analysis of the economic and environmental viability shows favorable results, the investment recovery in most of the options is immediate or less than a year. In addition, CP options can contribute to decreasing the consumption of electricity, water, and solid waste generated by 13.2 %, 18%, and 99.7% respectively. Finally, it is recommended to validate these proposals and to carry out future research on other residual currents of the activity that may minimize the environmental contamination generated in the cocoa paste production process.

**DETERMINACIÓN DE METALES PESADOS EN SUELOS AGRÍCOLAS Y SUELOS PARA CULTIVO DE Solanum tuberosum DE LA BAHÍA INTERIOR DE PUNO**

El objetivo de la investigación fue determinar la presencia de metales pesados (Pb, Cd y As) en suelos agrícolas y suelos para cultivo de Solanum tuberosum de la Bahía Interior de Puno; las muestras fueron analizadas mediante el método espectrometría de emisión óptica ICP-OES para la cuantificación de elementos traza. La concentración de metales fueron comparados con los parámetros establecidos en los ECA para suelo D.S.N° 011 - 2017 MINAM y el CCME. Los resultados muestran que los suelos en estudio se encuentran contaminados por Plomo (505.2 mg/kg) y Arsénico, (40.19 mg/kg), superando los parámetros establecidos; situación que merece una remediación inmediata, concluyendo en que las muestras analizadas presentan tendencias de mayor acumulación de plomo, arsénico y cadmio por encontrarse alrededor de la laguna de oxidación que es la principal vía de contaminación, además de la actividad antropogénicas.

The objective of the investigation was to determine the presence of heavy metals (Pb, Cd and As) in agricultural soils and soils for crop of Solanum tuberosum of the Inner Bay of Puno; the samples were analyzed using the ICP-OES optical emission spectrometry method to quantify trace elements. The concentration of metals were compared with the parameters established in the ECAs for soil S.D. No. 011 - 2017 MINAM and the CCME. The results show that the soils under study are contaminated by Lead (505.2 mg / kg) and Arsenic, (40.19 mg / kg), exceeding the established parameters; a situation that deserves immediate remediation, concluding that the samples analyzed show tendencies of greater accumulation of lead, arsenic and cadmium as they are found around the oxidation lagoon, which is the main route of contamination, in addition to anthropogenic activity.

EVALUACIÓN DE LA ESTIMACIÓN DE METRADOS PARA LOS COSTOS DE LA PARTIDA DE ARQUITECTURA DE UNA OBRA RETAIL EN LIMA EN EL 2019 CON LA IMPLEMENTACIÓN BIM

En las obras retail del tipo llave en mano y ejecutados con el método convencional, generan diversos errores, retrasos, sobrecostos en las obras, revisiones en la etapa de ejecución y con ello demoras en la estimación de metrados, obteniendo una baja eficiencia e incremento de costos, tiempo y mala calidad. Se determinó la eficiencia que logra la implementación de BIM en la partida de arquitectura de una obra retail, evaluando dos retail ejecutados con el método convencional y dos retail implementando BIM, estimando los metrados e identificando la excedencia o déficit de la cuantificación de metrados, el tiempo y costo que toma en realizar una revisión. Se obtuvo la eficiencia, mediante la evaluación de tres indicadores (costo, tiempo y calidad), generando escalas con puntuaciones de 0 a 5 para cada indicador y una tabla de porcentajes de eficiencia, determinando rangos de 0% a 100%, representando gráficamente mediante el Benchmark la puntuación de indicadores de cada retail. La implementación BIM en la estimación de costos en la partida de arquitectura si resulta ser eficiente, ya que en los dos retail con BIM se obtuvieron un 95% de eficiencia, y en los dos retail sin BIM alcanzaron valores de 43% y 33%. También, se implementó dos diagramas de flujo para la comparación de ambos métodos (tradicional y BIM), demostrando que existe una diferencia de 8 días entre ambos, siendo el método BIM el más eficiente, ya que solo contó con 3 días para realizar todo el proceso de metrados y revisión.

In the retail works of the turnkey process execution type and executed with the conventional method, they generate diverse errors, delays, surcharges in the works, and revisions in the stage of execution and with it delays in the estimation of quantities, obtaining a low efficiency and increase of costs, time and bad quality. It was determined the efficiency achieved by the implementation of BIM in the architectural item of a retail work, evaluating two retail executed with the conventional method and two retail implementing BIM, estimating the quantities and identifying the excess or deficit of the quantities, time and costs it takes to perform a review. Efficiency was determined through the evaluation of three indicators (cost, time and quality), generating scales with scores from 0 to 5 for each indicator and a table of efficiency percentages, determining ranges from 0% to 100%, representing graphically through the Benchmark the score of indicators for each retail. The BIM implementation in the estimation of costs in the architecture item is efficient, since in both retail with BIM 95% efficiency was obtained, and in the two retail without BIM reached values of 43% and 33%. Also, two flow diagrams were implemented for the comparison of both methods (traditional and BIM), demonstrating that there is a difference of 8 days between both, being the BIM method the most efficient, since it only had 3 days to perform the entire process of quantities and revision.

PROGRAMACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN DEL TERCER ANILLO DE MUROS ANCLADOS DE UNA EDIFICACIÓN APLICANDO EL MÉTODO DE LÍNEAS DE BALANCE

En la industria de la construcción, planificar y controlar el cronograma de obra son importantes, debido a que se cometen errores al realizar la programación inicial del proyecto, ya que durante la ejecución de la obra se generan retrasos entre actividades al usar métodos convencionales como CPM y PERT por una ineficiente gestión del tiempo. Este trabajo de investigación determina los beneficios en la gestión del tiempo al aplicar la programación por Líneas de Balance (LDB), en la construcción de muros anclados del tercer anillo de una edificación, dado que este método facilita la visualización de actividades en el cronograma, lo que ayuda a identificar los conflictos entre las tareas antes de que estos se realicen. Se analiza las velocidades y rendimientos, de datos obtenidos de los cronogramas real y meta llevados a cabo con el método de LDB, para analizar la diferencia de velocidades representándolo en porcentajes, donde se evalúa aquellos sectores y partidas que generan retrasos o adelantos en el cronograma. Con base en los resultados obtenidos, el método LDB mejora la gestión del tiempo en 3.57% con relación a las velocidades de avance, empleando mejoras en el ratio y mano de obra a través del control del cronograma por porcentajes de avance de las actividades relativo a lo planificado. Además, se implementa un diagrama de flujo para una mejor aplicación de las LDB, en el control del proceso de las actividades de muros anclados, esto a diferencia de otros estudios previos realizados.

In the construction industry, planning and controlling the construction schedule are important, because mistakes are made in the initial scheduling of the project, as during the execution of the work delays are generated between activities using conventional methods such as CPM and PERT by inefficient time management. In this research work, the benefits in time management were determined by applying the programming by Balance Lines (LOB), in the construction of anchored walls of the third ring of a building, given that this method facilitates the visualization of activities in the schedule, which helps to identify conflicts between tasks before they are performed. We analyzed the velocities and yields of data obtained from the real and target schedules carried out with the LOB method, to analyze the difference in velocities representing it in percentages, where we evaluated those sectors and activities that generate delays or advances in the schedule. Based on the results obtained, the LOB method improved time management by 3.57% in relation to velocities, employing improvements in the ratio and labor through the control of the schedule by percentages of progress of the activities relative to what was planned. In addition, a flow chart was implemented for a better application of the LOB, in the control of the process of the activities of anchored walls, this unlike previous studies.

EVALUACIÓN DE LA EFICACIA DE LA APLICACIÓN DE LAST PLANNER SYSTEM EN UN PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN EN LA ETAPA DE ACABADOS - ARQUITECTURA EN PERÚ EN EL AÑO DE 2019

En una ciudad emergente debido al dinamismo económico, con una capital que en los últimos años ha tenido un crecimiento demográfico agigantado, demanda proyectos inmobiliarios para satisfacer a los nuevos núcleos familiares. Como es el caso de los edificios multifamiliares de mediana envergadura, para los que se encontraron aplicaciones de nuevas metodologías como el Last Planner System que reduce los tiempos de ejecución. Para ello, el presente trabajo analiza, desarrolla e implementar mecanismos basados en la Filosofía Last Planner System, aplicados a un proyecto de edificación de 5 pisos, centrándose en las partidas de Acabados en un periodo de 5 semanas. Para completar esa cifra fue necesario crear 3 sectores luego se realizó un Plan Intermedio (Look Ahead Planning), posteriormente un Plan Semanal. En el presente estudio se implementó la metodología LPS en una obra de mediana envergadura a diferencia de otros estudios similares como el de (Miranda Casanova, 2012). Se concluye en el presente estudio de la aplicación del LPS a un proyecto mediano, es eficaz respecto a la mejora en los tiempos de ejecución con un valor de porcentaje de eficacia de 76 % para la ejecución de las partidas de Arquitectura.

In an emerging city due to economic dynamism, with a capital that in recent years has had an enormous population growth; it demands real estate projects to satisfy the new family nuclei. As is the case of medium-sized multi-family buildings, for which applications of new methodologies such as the Last Planner System which reduces execution times were found. For this, the present work analyzes, develops and implements mechanisms based on the Last Planner System Philosophy, applied to a 5-story building project, focusing on the Finishing items in a period of 5 weeks. To complete this figure, it was necessary to create 3 sectors, and then an Intermediate Plan (Look Ahead Planning) was made, then a Weekly Plan. In the present study, the LPS methodology was implemented in a medium-sized work unlike other similar studies such as (Miranda Casanova, 2012). It is concluded in the present study of the application of the LPS to a medium-sized project, it is effective with respect to the improvement in the execution times with a 76% efficiency value for the execution of the Architecture items.

INFLUENCIA DE LAS PACAS DE AVENA EN LA TEMPERATURA Y HUMEDAD EN LAS VIVIENDAS EN ZONAS ALTOANDINAS

En la región Puno las viviendas de los pobladores de las zonas altoandinas carecen de aislante térmico, siendo afectadas por las bajas temperaturas, intensificándose el friaje de abril a julio. Esta investigación propone una vivienda típica de la zona alto andina, factible de construir en su totalidad con materiales propios de la zona en un tiempo mínimo y que genere un aislamiento térmico para lograr un confort térmico óptimo. En las zonas alto andinas del altiplano Peruano y Boliviano, la avena se produce a gran escala y es usado como forraje para la alimentación del ganado vacuno y ovino. Se ha empleado la avena seca comprimida conocida como “paca de avena” en los muros como material de construcción principal. Una vez construida la vivienda, se desarrolló la medición de los parámetros por un periodo de 21 días, periodo en el cual se registró la temperatura y la humedad dentro de la vivienda haciendo uso del higrómetro con cable para exterior e interior, obteniéndose las temperaturas mínimas, máximas y porcentaje de humedad en la vivienda construida con pacas de avena. Como resultado, se ha obtenido que la temperatura en la vivienda está entre los 9.7°C a 10.1°C y la humedad está entre 44 % a 47 %, como valores máximos y mínimos respectivamente, a las cinco de la mañana, y 17.5°C a 18.3°C y 39% a 43% de humedad a las siete de la noche. Se obtuvieron diferencias con el exterior de 9°C como mínima y 9.8°C como temperatura máxima a las cinco de la mañana, 7.7°C como mínima y 8.9°C como máxima a las siete de la noche.

In the region Puno the housings lack of thermal insulator, being affected the population by the low temperatures, intensifying at times of friaje. The present article proposes a typical house, feasible and fast to construct in its totality with materials of easy access, which facilitates the thermal isolation to obtain an optimal thermal comfort. It is known that oats are used as fodder for feeding cattle and sheep, abundant in the department of Puno. A study was made of the construction of a house in the high Andean zone using compressed dry oats known as paca in the walls as the main construction material, seeking to obtain thermal comfort. Once the house was built, measurements of the parameters were carried out for a period of three weeks, which recorded the temperature and humidity inside the house using the hygrometer with cable for outside and inside for obtaining minimum and maximum temperatures, and percentage of humidity. As a result, the maximum and minimum temperature inside the house were 9.7 °C and 10.1 °C, and the maximum and minimum humidity were 44 % - 47 % at five in the morning, and the same values at seven at night were 17.5 °C and 18.3 °C for the temperature and 39 % - 43 % for the humidity. Differences with the outside were of 9 °C as minimum and 9.8 °C as maximum temperature at five o'clock in the morning, 7.7 °C as minimum and 8.9 °C as maximum at seven o'clock at night.