Repositorio de Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito
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Implementación de modelos de calidad del agua en 1D y 2D con determinantes convencionales de contaminación en un tramo de la subcuenca alta del Río Bogotá (Villapinzón-Puente Santander)
No full textConsiderando los estándares exigidos en cuanto a la regulación de los vertimientos a los diferentes sistemas fluviales, así como el uso desmedido del recurso, que han contribuido a un aumento en los niveles de contaminación, disminuyendo su capacidad de recuperación y abundancia para el abastecimiento adecuado de las comunidades, en esta investigación, se evalúan y exponen las capacidades, limitaciones y usos de los modelos de calidad de agua para el desarrollo de un análisis comparativo de la respuesta entre un modelo de una dimensión y uno de dos dimensiones, los cuales son herramientas para la toma de decisiones y evaluación de la capacidad de respuesta de los afluentes, en la búsqueda de encontrar un criterio adecuado para el uso de uno u otro sobre los ríos de montaña tomando como caso de estudio el tramo de aproximadamente 50 km de la cuenca alta del Río Bogotá, desde su nacimiento y por su paso en los municipios de Villapinzón y Chocontá hasta un punto previo al ingreso de su paso por el municipio de Suesca, Departamento de Cundinamarca, en el sitio identificado como Puente Santander.
Conforme a modificaciones pertinentes acordes a la índole académica del trabajo de investigación, se toma como base metodológica los lineamientos dispuestos en la Guía Nacional de Modelación del Recurso Hídrico para aguas superficiales continentales, establecida por medio del artículo primero de la Resolución 959 de 2018 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, desarrollándose en tres fases principales, primeramente una ambientación y antecedentes sobre el uso de modelos de calidad y los estudios pertinentes elaborados del afluente de estudio, así como su caracterización, encontrando parámetros hidráulicos y tasas de decaimiento calibrados de los determinantes convencionales de calidad, para posteriormente exponer e implementar una metodología de selección de modelos para cada una de las escalas dimensionales tras la debida descripción de sus capacidades y limitantes, decantando en el uso del modelo WASP y IBER para la escala uni- y bidimensional, respectivamente, y finalizando por la debida comparación cualitativa de los resultados entre las respuestas de ambos lenguajes con una gran diferencia en los costos computacionales y de insumos para la construcción de ellos.
Palabras Clave: modelación hidrológica, hidráulica y de calidad del agua, modelos distribuidos, río Bogotá, WASP, IBER.Taking into account the required standards in terms of regulation for discharges in different river systems, as well as the excessive use of the resource, which have contributed to an increase in pollution levels, decreasing its recovery capacity and abundance for the adequate supply of communities, in this research, the capabilities, limitations and uses of water quality models are evaluated and exposed for the development of a comparative analyze of the response between a one-dimensional model and a two-dimensional model, which are tools for decision-making and evaluation of the tributaries response capacity, finding an adequate criterion for the use of one or another on mountain rivers, taking as a case study the reach with approximately 50 km length, in the high-basin of the Bogotá River, from its source and through its passage through the towns Villapinzón and Chocontá up to a point prior to the entry of its path by Suesca, Department of Cundinamarca, at a place defined as Puente Santander.
According to relevant modifications considering the academic nature of the research work, the guidelines set forth in the National Guide for Modeling Water Resources for continental surface waters, established through the first article of Resolution 959 of 2018 of the Ministry of Environment and Sustainable Development, are taken as a methodological basis, developing in three main phases, firstly, a familiarization and background on the use of water quality models and relevant studies carried out on the reach of interest, as well as its characterization, finding hydraulic parameters and calibrated decay rates of the quality standard parameters, to subsequently expose and implement a model selection methodology for each of the dimensional scales after the due description of their capabilities and limitations, opting for the use of the WASP and IBER models for the one- and two-dimensional scale, respectively. Finally, the due qualitative comparison of the results between the responses of both languages with a great difference in the computational costs and inputs on the implementation of each model.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi
Informe médico de análisis clínico de la marcha humana
No full textEl laboratorio de marcha del instituto Roosevelt requería la implementación de un reporte
gráfico, en el cual, el cuerpo médico pudiese ver de manera clara y concisa el ciclo de marcha
del paciente desde las principales articulaciones implicadas durante la misma; con el fin de
que esta sea una herramienta para los especialista al momento de evaluar la evolución y/o
mejoría de la enfermedad. Dicho reporte es llamado en el laboratorio reporte RMS o reporte
de máximos y mínimos. El reporte RMS fue implementado por medio de datos y parámetros
espacio-temporales obtenidos a partir de las cámaras y el Software de BTS bioengineering.
Como resultado, se obtuvo un informe totalmente gráfico en el cual el ciclo de marcha del
paciente es analizado a partir de cada una de las principales articulaciones (rodilla, cadera,
pelvis, tobillos) y vista desde los diferentes planos (sagital, frontal, transversal). Adicional mente, al reporte también se le incorpora el análisis de la electromiográfia dinámica de 4
músculos de interés por miembro. Este reporte es realizado para cualquier patología analizada
en el laboratorio de marcha por parte del departamento de fisiatría.The Roosevelt Institute's gait laboratory required the implementation of a graphic report, in which the medical staff could clearly and concisely see the patient's gait cycle from the main joints involved during it; in order for this to be a tool for specialists when evaluating the evolution and/or improvement of the disease. This report is called in the laboratory the RMS report or maximum and minimum report. The RMS report was implemented through data and spatio-temporal parameters obtained from the cameras and the BTS bioengineering Software. As a result, a completely graphic report was obtained in which the patient's gait cycle is analyzed from each of the main joints (knee, hip, pelvis, ankles) and seen from the different planes (sagittal, frontal, transverse ). ). Additionally, the report also incorporates the analysis of dynamic electromyography of 4 muscles of interest per limb. This report is made for any pathology analyzed in the gait laboratory by the physiatry department.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Documentation-as-code for Interface Control Document Management in Systems of Systems: a Technical Action Research Study
No full textThe architecting of Systems of Systems (SoS), that is, of systems that emerge from the cooperation of multiple independent constituent systems, is a topic of increasing interest in both industry and academia. However, recent empirical studies revealed what seems to be an overlooked aspect of the architecting of SoS that is linked to major integration and operational issues: the interplay between the various disciplines involved in such an architecting process. This aspect becomes particularly relevant for the management of the interfaces between the SoS constituents, where such disciplines inevitably meet. In this paper, we present the results of the f irst cycle of a Technical Action Research (TAR) study conducted in cooperation between the authors and a group of practitioners involved in the long-running architecting process of a largescale radio astronomy SoS project. This TAR is aimed at exploring potential improvements of the document-centered interface management approach currently followed in this project by adopting elements of the documentation-as-code philosophy, which is widely adopted in the domain of software systems. As a result, a working proof-of-concept of an ICD (Interface Control Document) management approach was developed by the researchers and evaluated by the practitioners. The results of the study and the corresponding lessons learned are reported in this work.La arquitectura de Sistemas de Sistemas (SoS), es decir, de sistemas que surgen de la cooperación de múltiples sistemas constituyentes independientes, es un tema de creciente interés tanto en la industria como en la academia. Sin embargo, estudios empíricos recientes revelaron lo que parece ser un aspecto pasado por alto de la arquitectura de SoS que está vinculado a importantes cuestiones operativas e de integración: la interacción entre las diversas disciplinas involucradas en dicho proceso de arquitectura. Este aspecto se vuelve particularmente relevante para la gestión de las interfaces entre los componentes del SoS, donde dichas disciplinas inevitablemente se encuentran. En este artículo, presentamos los resultados del primer ciclo de un estudio de Investigación de Acción Técnica (TAR) realizado en cooperación entre los autores y un grupo de profesionales involucrados en el proceso de arquitectura de largo plazo de un proyecto SoS de radioastronomía a gran escala. Este TAR tiene como objetivo explorar posibles mejoras del enfoque de gestión de interfaz centrada en documentos que se sigue actualmente en este proyecto mediante la adopción de elementos de la filosofía de documentación como código, que se adopta ampliamente en el dominio de los sistemas de software. Como resultado, los investigadores desarrollaron una prueba funcional de concepto de un enfoque de gestión ICD (Documento de control de interfaz), que los profesionales evaluaron. Los resultados del estudio y las correspondientes lecciones aprendidas se reportan en este trabajo
Peri-urbanization, dynamics, and challenges in developing countries towards sustainable urban growth – Special Section Editorial
No full textDigitalLa periurbanización en países en desarrollo se ha intensificado debido al crecimiento poblacional, que ha llevado a una transformación física y social en las áreas periféricas de las ciudades. Este fenómeno, impulsado por la migración rural-urbana y la falta de planificación urbana adecuada, ha resultado en la expansión de asentamientos informales y en una creciente fragmentación urbana. La investigación destaca tres elementos clave: territorial, funcional y transicional, que ayudan a comprender estas dinámicas. Aunque la periurbanización contribuye a la economía, también impone altos costos sociales, ambientales y financieros. Se sugieren alternativas, como políticas de uso del suelo y estrategias de gestión sostenible, para abordar los desafíos que plantea este fenómeno en contextos como América Latina.Peri-urbanization in developing countries has intensified due to population growth, leading to physical and social transformations in the peripheral areas of cities. This phenomenon, driven by rural-urban migration and inadequate urban planning, has resulted in the expansion of informal settlements and increasing urban fragmentation. The research highlights three key elements: territorial, functional, and transitional, that help to understand these dynamics. While peri-urbanization contributes to the economy, it also imposes significant social, environmental, and financial costs. Alternatives, such as land use policies and sustainable management strategies, are suggested to address the challenges posed by this phenomenon in contexts like Latin America
Aplicativo móvil para el proceso de adquisición de repuestos usados
No full textEste proyecto parte del problema en el tiempo de respuesta en la operación que ejecuta la compañía al reintegrar repuestos usados; como también, la rotación en un inventario planeado para tener presente repuestos con mayor salida en el mercado y así enfocar la recuperación. Planteando una mejora en el proceso, con el propósito de aprovechar los recursos rescatados del proyecto de recuperación.This project starts from the problem in the response time in the operation that the company executes when reintegrating used spare parts; as well as the rotation in a planned inventory to have present spare parts with greater output in the market and thus focus the recovery. The process improvement is proposed, with the purpose of taking advantage of the resources rescued from the recovery project.TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN 8
1.1. RESEÑA DE LA EMPRESA 8
1.2. GENERALIDADES DE LA PRACTICA 8
2. OBJETIVOS 11
2.1. GENERAL 11
2.2. ESPECÍFICOS 11
3. METODOLOGÍA 12
3.1. PROBLEMA A SOLUCIONAR 12
3.2. FASES DEL PROYECTO 13
3.2.1. FASE DE ANÁLISIS 15
3.2.2. FASE DE DISEÑO 18
3.2.3. FASE DE IMPLEMENTACIÓN 21
3.2.4. FASE DE VERIFICACIÓN 25
3.2.5. FASE DE MANTENIMIENTO 25
4. RESULTADOS 27
4.1. HERRAMIENTA DIGITAL 27
4.1.1. SOLICITAR REPUESTO 29
4.2. VALIDACIÓN 29
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 32
6. TRABAJOS FUTUROS Y RECOMENDACIONES 34
7. CONCLUSIONES 35
8. REFERENCIAS 36PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Operational behavior analysis in call center agent using artificial intelligence
No full textEste proyecto de investigación trata de solventar una problemática que afrontan hoy en día las empresas de call center, la cual es la rotación de sus empelados, dejando brechas operativas y económicas en la compañía.
Desde la división de innovación de Millenium BPO, Datos No Estructuras. Se propone actuar de manera activa ante esta situación por lo que se propone el uso de la analítica de
datos y la correlación de variables en sus asesores que demuestren declive en su comportamiento operacional y de estos mediante el uso de modelos de inteligencia artificial predecir la renuncia psicológica, término acuñado para describir a los empleados que antes de su renuncia presentan patrones de comportamiento que van en contra vía de lo esperado por la empresa, como lo puede ser una baja productividad, no relacionarse con sus compañeros, perdida en la calidad de su trabajo, entre otros. Por diferentes motivos, como lo son la insatisfacción laboral, altas metas operativas, poco crecimiento dentro de la empresa, entre otros.
Por ello, esta investigación está enfocada en la para la extracción y transformación de datos con el fin de describir de patrones operaciones de asesores de un call center junto con la implementación de datos socio-demográficos en asesores activos y retirados dentro de la campaña de Icetex durante 12 semanas consecutivas laborales y con estos datos entrenar diferentes modelos de inteligencia artificial para predicción de la renuncia.
Los resultados de esta investigación demuestran una diferencia significativa en el rendimiento de las personas que estaban a punto de renunciar y los asesores activos, en términos de la productividad, eficiencia, ausencia en el trabajo y calidad de gestión ante el usuario, otros. Por lo que se expone el comportamiento característico de la renuncia psicológica en los asesores antes de su retiro voluntario.
Se realizó un entrenamiento de aprendizaje de máquina para la predicción de un asesor en los estados de activo y retirado, donde se presenta que el modelo de bosques aleatorios (random forest) es el mejor con un 89,5 % ± 4,3 % de exactitud en las pruebas realizadas en 58 agentes de call center.This research project tries to solve a problem that call center companies face today, which is the turnover of its employees, leaving operational and economic gaps in the company.
From the innovation division of Millenium BPO, Data Not Structures. It is proposed to act actively against this situation by proposing the use of data analytics and the correlation of variables in
data analytics and the correlation of variables in their advisors that show a decline in their operational behavior and from these, through the use of artificial intelligence models, predict psychological resignation, a term coined to describe employees who, before their resignation, present behavior patterns that go against the company's expectations, such as low productivity, not relating with their colleagues, loss in the quality of their work, among others. For different reasons, such as job dissatisfaction, high operational goals, little growth within the company, among others.
Therefore, this research is focused on the extraction and transformation of data in order to describe patterns of operations of a call center advisors along with the implementation of socio-demographic data in active and retired advisors within the Icetex campaign during 12 consecutive work weeks and with these data to train different artificial intelligence models for predicting resignation.
The results of this research show a significant difference in the performance of people who were about to resign and active advisors, in terms of productivity, efficiency, absence at work and quality of management before the user, others. Therefore, the characteristic behavior of psychological resignation in advisors before their voluntary retirement is exposed.
A machine learning training was carried out for the prediction of an advisor in the active and retired states, where it is shown that the random forest model is the best with 89.5 % ± 4.3 % of accuracy in the tests carried out on 58 call center agents.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Estudio del riesgo de incumplimiento en la implementación del programa de garantías crediticias “Unidos por Colombia” del FNG en el marco de la pandemia
No full textTrabajo de grado de la maestría en ciencias actuariales que aborda el riesgo crediticio en la implementación de la políticas públicas en el marco de la pandemia del covid-19.La pandemia del covid-19 afectó fuertemente el sistema económico mundial, las cuarentenas y los cierres temporales del aparato productivo convirtieron esta crisis económica en un nuevo desafío a enfrentar para la política económica. El mundo que venía recuperándose apenas de las crisis subprime mostraron cifras con decrecimientos de hasta un 20%, altas tasas de desempleos que no se presenciaban desde la SGM y un aumento significativo de la pobreza extrema a nivel mundial, estos resultados se tradujeron en múltiples medidas de política para mitigar la exposición a la que dejaba esta nueva crisis. Es aquí donde los sistemas de garantías crediticias entra a jugar un papel relevante como mecanismo de reactivación económica, con esta nueva crisis muchos gobiernos optaron por este tipo de medidas incluyendo a Colombia que mediante el Fondo Nacional de Garantías implementó el programa “Unidos por Colombia” que buscó eliminar las barreras a las MiPymes a la hora de solicitar un crédito con el sistema financiero que permitiera seguir operando en el largo plazo, sin embargo, este tipo de políticas suponen un riesgo para la economía colombiana debido al contexto en el que se desarrolla. Por lo tanto, este trabajo estudia el riesgo de incumplimiento al que se enfrenta el gobierno nacional al otorgar garantías crediticias a las MiPymes.The covid-19 pandemic strongly affected the world economic system; quarantines and temporary closures of the productive apparatus turned this new economic crisis into a new challenge to be faced. The world, which had just been recovering from the subprime crisis, showed figures with degrowth rates of up 20%, high unemployment rates that had not been seen since World War II and a significant increase in extreme poverty at a global level. It is here where the credit guarantee systems enter to play a relevant role as a mechanism for economic reactivation, with this new crisis many governments opted for this type of measures including Colombia that through the National Guarantee Fund implemented the program "Unidos por Colombia" that seeks to eliminate barriers to MSMEs when applying for credit with the financial system and have the possibility to continue operating in the long term, however, these types of policies pose a risk to the Colombian economy due to the context in which it is developed. Therefore, this paper studies the default risk faced by the national government when granting credit guarantees to MSMEs.MaestríaMagíster en Ciencias Actuariale
Evaluación de tecnología sanitaria de ventilación mecánica en servicio de UCI
No full textLa preocupación para la optimización de la eficiencia y la calidad de la salud ha impulsado a la ingeniería biomédica a considerar la rama de evaluación en tecnología sanitaria como un tema importante para el mejoramiento del sector hospitalario. La toma de decisiones sobre la adquisición o incorporación de nuevas tecnologías producen gastos innecesarios y elevados, esto conlleva a una mala atención en los pacientes, la decisiones tomadas por personas con una experiencia mínima y un continuo gasto de los recursos destinados a la salud [3]. La rápida producción de nuevas tecnologías y su alto costo en cada mejora e los equipos médicos dan lugar a una incorporación errónea de tecnología[6].Por otro lado, en
el mercado existen alrededor de 68.000 tipos de dispositivos médicos y 1,5 millones de modelos de equipos médicos [1], donde solo un pequeño porcentaje [2] de estas tecnologías son evaluadas para ser comercializadas en territorio colombiano. El presente proyecto de investigación presenta una metodología de evaluación tecnológica sanitaria, que permitirá al ingeniero biomédico y a su equipo considerar características importantes de los equipos biomédicos para la correcta incorporación dentro de su institución por medio
de instrumentos, guías de priorización y evaluación sistemática.The concern for the optimization of the efficiency and quality of health has prompted biomedical engineering to consider the branch of health technology evaluation as an important issue for the improvement of the hospital sector. Decision-making about the acquisition or incorporation of new technologies produces unnecessary and high expenses, this leads to poor patient care, decisions made by people with minimal experience and a continuous expenditure of resources allocated to health [3 ]. The rapid production of new technologies and the high cost of each improvement in medical equipment lead to the wrong incorporation of technology[6]. On the other hand, there are around 68,000 types of medical devices on the market and 1.5 million models of medical equipment [1], where only a small percentage [2] of these technologies are evaluated to be commercialized in Colombian territory. This research project presents a methodology for health technology evaluation, which will allow the biomedical engineer and his team to consider important characteristics of biomedical equipment for the correct incorporation within their institution through instruments, prioritization guides, and systematic evaluation.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Detección temprana del sueño a partir del comportamiento de los ojos y boca
No full textEl presente trabajo presenta un metodo de deteccion temprana de somnolencia por medio de la deteccion del rostro tomando caracteristicas de los ojos y la boca, los datos se procesan por medio de logica difusa para la prediccion del estado de somnolencia del usuario.The present work presents a method of early detection of drowsiness by means of the detection of the face taking characteristics of the eyes and the mouth, the data is processed by means of fuzzy logic for the prediction of the state of drowsiness of the user.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Definición de una expresión matemática que permita evaluar en función del diámetro el traslapo mínimo de las barras GFRP utilizadas como refuerzo interno de muros de mampostería ante cargas fuera del plano
No full textUna de las principales necesidades de la sociedad es contar con una vivienda propia que les brinde seguridad y confort; teniendo en cuenta esto, el sector de la construcción, para el año 2021, ha alcanzado una cifra sin precedentes en cuanto a la venta de viviendas nuevas en Colombia, cerca de 239 mil viviendas fueron comercializadas el año anterior.
Los sistemas estructurales que predominan en este importante auge del crecimiento de la construcción, son los sistemas industrializados de muros de concreto y las edificaciones de muros portantes en mampostería estructural, en los que, mediante la utilización de unidades de mampostería, de concreto o arcilla, unidos por un mortero de pega, se construyen los elementos encargados de soportar tanto las fuerzas verticales, como las fuerzas dinámicas a las cuales se puede ver sometida la estructura. Teniendo en cuenta las características geométricas de las unidades de mampostería utilizadas, es posible disponer barras de refuerzo dentro de sus celdas, los cuales se vinculan al comportamiento del muro, mediante la utilización de un mortero fluido.
Como es bien sabido, las barras que convencionalmente se utilizan para el refuerzo de las edificaciones de muros portantes, es el acero estructural. Su capacidad de ductilidad y su perfecta articulación con el mortero fluido permiten garantizar un trabajo en conjunto de los elementos estructurales dispuestos para soportar las cargas externas. Sin embargo, la corrosión del acero de refuerzo es uno de los factores que más llegan a afectar la estabilidad de la estructura, debido a la pérdida de adherencia entre la barra de refuerzo y el mortero hidráulico circundante disminuyendo la capacidad estructural del elemento.
En vista de la afectación que puede llegar a tener la corrosión en la estabilidad de una estructura, desde hace más de 3 décadas se han desarrollado diferentes programas de investigación en elementos de concreto utilizando barras compuestas de polímeros reforzados con fibras – Fiber Reinforced Polymers, (FRP, por sus siglas en inglés) –como refuerzo interno del elemento en reemplazo del acero tradicional. Algunas de sus propiedades mecánicas más atractivas para implementarlas en la construcción son: alta resistencia a la tensión, alta resistencia a la corrosión y no tiene conductividad.
En países como Estados Unidos, Canadá y China se han implementado en sus normas de diseño la utilización de barras de FRP como refuerzo interno en elementos de concreto y en el mes de septiembre del presente año se publicó el documento ACI CODE-440.11-22: Building Code Requirements for Structural Concrete Reinforced with Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Bars—Code and Commentary que presenta los requisitos de diseño de elementos de concreto reforzado internamente con barras de FRP.
Por otra parte, las investigaciones en cuanto al uso de este material de refuerzo en elementos de mampostería no han sido muy extensa. Debido a esto, en las normas de diseño aún no se definen los requisitos mínimos a tener en cuenta a la hora del diseño estructural de muros reforzados internamente con barras de Glass Fibers Reinforced Polymers (GFRP, por sus siglas en inglés). Solo hasta el pasado mes de junio del presente año, fue incluido un apéndice que contempla el uso de las barras de GFRP como refuerzo interno de la mampostería en la nueva versión del TMS-402 TMS 402/602-22 Building Code Requirements and Specification for Masonry Structures.
En la Escuela Colombiana de Ingeniería, ya se han llevado a cabo algunas investigaciones relacionadas con el estudio del comportamiento mecánico de muros de mampostería sometidas a cargas fuera del plano, tanto de concreto como de arcilla, reforzados internamente con barras continuas de FRP que han servido de base para complementar el apéndice del TMS 402/602-22.
Dando continuidad a los estudios realizados en la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, relacionados con el comportamiento de la mampostería reforzada internamente con barras de FRP, el presente proyecto de investigación consistió en la ampliación de una primera fase experimental, en la cual se evaluó el comportamiento mecánico de muros de mampostería de concreto reforzados internamente con barras de GFRP sometidos a cargas fuera del plano. Algunas de las variables que se evaluaron del comportamiento de estos fue: resistencia a la flexión del muro, considerando diferentes diámetros de la barra, ubicación de la barra de refuerzo dentro de la celda y la longitud de traslapo.
Para el análisis del comportamiento estructural de los muros, se contó con 21 muros en total, reforzados con barras de GFRP #4, #5 y #6. Algunas de las barras dentro de las celdas se encontraban traslapadas, esta longitud de traslapo fue definida en función de las ecuaciones establecidas en el documento del ACI 440-1R-15, en el cual se establecen los requisitos mínimos para el análisis y diseño de estructuras de concreto reforzadas con barras de FRP. La capacidad a flexión fuera del plano de estos muros reforzados con barras traslapadas, fueron comparados con la capacidad de los muros control, los cuales estaban reforzados con el mismo diámetro de barras de GFRP, pero estas eran continuas. Todos los especímenes tenían una altura total de 2.20 metros, espesor de 0.19 metros y longitud horizontal variable.
Teniendo en cuenta los resultados experimentales obtenidos de cada uno de los especímenes de ensayo, se observó un comportamiento elástico hasta la falla para todos los muros. El comportamiento mecánico de las barras de refuerzo de GFRP permitió la recuperación, de aproximadamente el 73% de la deflexión máxima generada por la acción de cargas por fuera del plano.
Por otra parte, los muros reforzados con barras traslapadas presentaron menores deflexiones en la mitad de la altura con respecto a los muros control, reforzados con barras continuas. Esto se atribuye al aumento en la rigidez del muro, debido a la presencia de las barras de refuerzo traslapadas en la zona central del muro. En promedio, para todos los muros ensayados, se tuvo una reducción de aproximadamente un 35% de la deflexión máxima desarrollada en los muros control.
Finalmente, se desarrolló un modelo matemático para evaluar en función del diámetro, la longitud de traslapo mínima de las barras de GFRP utilizadas como refuerzo interno de muros de mampostería de concreto. Con este modelo matemático planteado, la longitud de traslapo para muros de mampostería puede ser aproximadamente el 70% de la longitud evaluada inicialmente con la ecuación establecida en el documento del ACI 440.1R-15 para el diseño de elementos de concreto reforzados con barras de FRP.One of the main needs of society is to have a home of their own that provides them with security and comfort; taking this into account, the construction sector, for the year 2021, has reached an unprecedented figure in terms of sales of new homes in Colombia, about 239 thousand homes were marketed last year.
The structural systems that predominate in this important construction growth boom are industrialized concrete wall systems and structural masonry load-bearing wall buildings, in which, through the use of concrete or clay masonry units, joined by a mortar glue, the elements responsible for supporting both the vertical forces and the dynamic forces to which the structure may be subjected are built. Taking into account the geometrical characteristics of the masonry units used, it is possible to place reinforcing bars inside their cells, which are linked to the behavior of the wall, through the use of a fluid mortar.
As is well known, the bars conventionally used for the reinforcement of load-bearing wall buildings are structural steel. Its ductility capacity and its perfect articulation with the fluid mortar allow to guarantee a joint work of the structural elements prepared to support the external loads. However, corrosion of the reinforcing steel is one of the factors that most affect the stability of the structure, due to the loss of adherence between the reinforcing bar and the surrounding hydraulic mortar, reducing the structural capacity of the element.
In view of the effect that corrosion can have on the stability of a structure, for more than 3 decades different research programs have been developed on concrete elements using Fiber Reinforced Polymers (FRP) as internal reinforcement of the element in replacement of traditional steel. Some of its most attractive mechanical properties for implementation in construction are: high tensile strength, high corrosion resistance and no conductivity.
In countries such as the United States, Canada and China, the use of FRP bars as internal reinforcement in concrete elements has been implemented in their design standards and in September of this year ACI CODE-440.11-22: Building Code Requirements for Structural Concrete Reinforced with Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Bars-Code and Commentary was published, which presents the design requirements for concrete elements internally reinforced with FRP bars.
On the other hand, research on the use of this reinforcement material in masonry elements has not been very extensive. Because of this, the design standards still do not define the minimum requirements to be taken into account when structurally designing walls internally reinforced with Glass Fibers Reinforced Polymers (GFRP) bars. Only last June of this year, an appendix that contemplates the use of GFRP bars as internal masonry reinforcement was included in the new version of TMS-402 TMS 402/602-22 Building Code Requirements and Specification for Masonry Structures.
At the Colombian School of Engineering, some research related to the study of the mechanical behavior of masonry walls subjected to out-of-plane loads, both concrete and clay, internally reinforced with continuous FRP bars has already been carried out and has served as a basis to complement the appendix of TMS 402/602-22.
Giving continuity to the studies carried out at the Colombian School of Engineering Julio Garavito, related to the behavior of masonry internally reinforced with FRP bars, the present research project consisted of the extension of a first experimental phase, in which the mechanical behavior of concrete masonry walls internally reinforced with GFRP bars subjected to out-of-plane loads was evaluated. Some of the variables evaluated were: flexural strength of the wall, considering different bar diameters, location of the reinforcing bar within the cell and the overlap length.
For the analysis of the structural behavior of the walls, a total of 21 walls were reinforced with #4, #5 and #6 GFRP bars. Some of the bars inside the cells were overlapped, this overlap length was defined according to the equations established in the ACI 440-1R-15 document, which establishes the minimum requirements for the analysis and design of concrete structures reinforced with FRP bars. The out-of-plane flexural capacity of these walls reinforced with lapped bars were compared with the capacity of the control walls, which were reinforced with the same diameter of GFRP bars, but these were continuous. All specimens had a total height of 2.20 m, thickness of 0.19 m and variable horizontal length.
Taking into account the experimental results obtained from each of the test specimens, elastic behavior up to failure was observed for all the walls. The mechanical behavior of the GFRP reinforcing bars allowed the recovery of approximately 73% of the maximum deflection generated by the action of out-of-plane loads.
On the other hand, the walls reinforced with overlapping bars showed lower deflections in half of the height with respect to the control walls, reinforced with continuous bars. This is attributed to the increase in wall stiffness, due to the presence of the overlapping reinforcing bars in the central zone of the wall. On average, for all the tested walls, there was a reduction of approximately 35% of the maximum deflection developed in the control walls.
Finally, a mathematical model was developed to evaluate, as a function of the diameter, the minimum overlap length of the GFRP bars used as internal reinforcement of concrete masonry walls. With this mathematical model, the overlap length for masonry walls can be approximately 70% of the length initially evaluated with the equation established in the ACI 440.1R-15 document for the design of concrete elements reinforced with FRP bars.MaestríaMagíster en Ingeniería Civi