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FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PLAN DE TESIS: “Diseño, implementación y evaluación de dispositivo de control de uniformidad de riego para operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido”

PRESENTADO POR:

Bachiller en Ingeniería Civil

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL.

ASESOR TECNICO:

ASESOR METODOLÓGICO:

CUSCO-PERU 2018

PRESENTACIÓN Sr. Director General de la Filial Cusco de la Universidad Alas Peruanas.

Ante usted respetuosamente presento el plan de tesis intitulado: “Diseño, implementación y evaluación de dispositivo de control de uniformidad de riego para operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido”, como parte de los trámites y requisitos para optar el título profesional de Ingeniero Civil por la modalidad de presentación y aprobación de una tesis conforme lo establece Título III del REGLAMENTO DE GRADOS Y TÍTULOS del VICERRECTORADO ACADÉMICO de la UAP, aprobado por Resolución Rectoral N.º 15949-2015-R-UAP.

Agradeciendo se sirva darle el trámite correspondiente, paso a detallar los pormenores del plan de tesis.

Atentamente, . Bachiller en Ingeniería Civil

ii

INDICE

PRESENTACIÓN ........................................................................................................ ii INDICE ....................................................................................................................... iii INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................... v CAPITULO I ................................................................................................................ 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 1 1.1.

DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. ................................ 1

1.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. ........................... 4

1.2.1.

PROBLEMA GENERAL. ......................................................................... 4

1.2.2.

PROBLEMAS ESPECÍFICOS. ................................................................ 4

1.3.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .......................................................... 4

1.3.1.

OBJETIVO GENERAL. ........................................................................... 4

1.3.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. .................................................................. 4

1.4.

DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................ 4

1.4.1.

DELIMITACIÓN ESPACIAL. ................................................................... 4

1.4.2.

DELIMITACIÓN TEMPORAL. ................................................................. 4

1.5.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN. .................... 5

CAPITULO II ............................................................................................................... 6 MARCO TEÓRICO...................................................................................................... 6 2.1.

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................. 6

2.1.1 ANTECEDENTES INTERNACIONALES .................................................... 6 2.1.2 2.2.

ANTECEDENTES NACIONALES. .......... Error! Bookmark not defined.

BASES TEÓRICAS ....................................................................................... 8

2.2.1 CORRELACION DE LAS MEDICIONES .... Error! Bookmark not defined. 2.2.2 CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO. Error! Bookmark not defined. 2.2.3 Ensayos en laboratorio del contenido de humedad. Error! Bookmark not defined. 2.2.4 Ensayos en campo del contenido de humedad. Error! Bookmark not defined. Definición de talud ................................................ Error! Bookmark not defined. Talud en roca ........................................................ Error! Bookmark not defined. Estabilidad de los estratos de suelos en los taludes ............ Error! Bookmark not defined.

iii

Deslizamiento de la cobertura superficial ............. Error! Bookmark not defined. Tipos de fallas de taludes ..................................... Error! Bookmark not defined. Factores que influyen en la estabilidad de taludes Error! Bookmark not defined. Definición de las propiedades mecánicas geotécnicas de los suelos. .......... Error! Bookmark not defined. 2.3.

DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS ..................................................... 11

CAPITULO III ............................................................................................................ 13 HIPOTESIS Y OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ........................................ 13 3.1.

HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................... 13

3.1.1.

Hipótesis General. ............................................................................... 13

3.1.2.

Hipótesis Específico............................................................................ 13

3.2.

VARIABLES ................................................................................................ 13

3.2.1.

VARIABLE INDEPENDIENTE .............................................................. 13

3.2.2.

VARIABLE DEPENDIENTE .................... Error! Bookmark not defined.

CAPITULO IV ............................................................................................................ 14 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................... 14 4.1.

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN............................................................... 14

4.1.1.

Tipo y nivel de la Investigación .......................................................... 14

4.1.2.

Método de investigación ..................................................................... 14

4.2.

POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN ................................. 14

4.2.1.

Población ............................................................................................. 14

4.2.2.

Muestra ................................................................................................. 14

4.3.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. ............ 14

CAPITULO V ............................................................................................................. 16 ASPECTO ADMINISTRATIVO DE LA INVESTIGACIÓN ......................................... 16 5.1.

Financiamiento y Presupuesto. ................................................................ 16

C) SERVICIOS ................................................................................................... 16 D) Investigación y desarrollo en sensores ..................................................... 16 D) Ensayos de laboratorio ............................................................................... 16 5.2.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. .......................................................... 16

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................................... 17 ANEXOS: .................................................................................................................. 19

iv

v

INTRODUCCIÓN.

El presente plan de tesis detalla los pormenores de la investigación denominada: “Diseño, implementación y evaluación de dispositivo de control de uniformidad de riego para operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido”. El Capítulo I, describe el problema, los objetivos, la delimitación y la justificación e importancia del problema de investigación. El Capítulo II desarrollo el marco teórico de la investigación, empezando por los antecedentes tanto internacionales como nacionales. Luego, se prosigue con las bases teóricas. Finalmente, en este capítulo se definen los términos básicos. El Capítulo III explica la hipótesis y las variables del estudio. El Capítulo IV describe la metodología para la presente investigación, detallando su diseño, su población y tipo de muestreo, así como las técnicas e instrumentos de recolección y análisis de datos. Finalmente, el Capítulo V, establece los, no menos importantes, aspectos administrativos de la investigación como son el financiamiento, el presupuesto y el cronograma de actividades.

vi

CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. Una de las dimensiones del control de calidad es la conformidad con los estándares, definida ésta última como el grado en que la fabricación de algo cumple exactamente la especificación del que lo diseñó, en este sentido, la calidad es inversamente proporcional a la variabilidad y ésta última puede ser descrita solamente en términos estadísticos. Por otro lado, el valor de una medida que corresponde al valor deseado para una determinada característica de calidad se denomina valor nominal u objetivo para esa característica. Estos valores objetivo suelen estar delimitados por un rango de valores que, en general, se cree que estarán lo suficientemente cerca del objetivo como para no afectar la función o el rendimiento del producto [como por ejemplo una obra civil] (Montgomery, 2009). Respecto del contenido de humedad en un suelo, es necesario recordar que, para propósitos de estudio geotécnico, los suelos en general están constituidos por tres fases: aire, agua y sólidos. Es importante conocer el volumen de vacíos en un suelo dado y su contenido de humedad para determinar su peso unitario en el campo. Por otro lado, El contenido de humedad, expresado en porcentaje, en el que se lleva a cabo la transición del estado sólido al estado semisólido se define como el límite de contracción. El contenido de humedad en el punto de transición del estado semisólido al estado plástico es el límite plástico, y del estado plástico al estado líquido es el límite líquido. Estos límites son también conocidos como límites de Atterberg. (Das, 2015). Queda claro, entonces, que el comportamiento mecánico del suelo se ve afectado por la humedad del mismo. Que la humedad en el suelo influencia su comportamiento se da en el hecho del principio general de compactación, en la que el peso unitario seco después de la compactación primero aumenta a medida que se incrementa el contenido de humedad, y luego, más allá de cierto contenido de humedad, cualquier aumento en éste tiende a reducir el peso unitario seco (Das, 2015).

Las propiedades del suelo presentan distintos grados de variabilidad, tanto espacial como temporalmente. La variabilidad espacial es resultante de dos componentes: los factores (material parental, clima, organismos, topografía y tiempo) y procesos de formación (transformaciones, adiciones, remociones y translocaciones de materia y energía) y del manejo al cual se somete el suelo. Existe una fuerte correlación curvilínea entre la resistencia de la subrasante y el contenido de humedad. Al aumentar el número de días de remojo, la resistencia de la subrasante disminuye debido al aumento del contenido de humedad. La tasa de cambio en la resistencia de la subrasante por cambio porcentual en el contenido de humedad durante el remojo del contenido de humedad óptimo fue de una a siete veces mayor que durante el remojo durante cuatro días del contenido de humedad óptimo con un promedio de aproximadamente cinco veces basado en los resultados de laboratorio y el análisis de este estudio, que son aplicables a los materiales utilizados y las condiciones de prueba adoptadas (Study on the impact of moisture content on subgrade strength, 2015). Por otro lado, Las propiedades del suelo presentan distintos grados de variabilidad, tanto espacial como temporalmente. La variabilidad espacial es resultante de dos componentes: los factores (material parental, clima, organismos, topografía y tiempo) y procesos de formación (transformaciones, adiciones, remociones y translocaciones de materia y energía) y del manejo al cual se somete el suelo. Uno de los procesos que más impacta en la variabilidad de la humedad es el método de rociado del agua sobre el material antes de que este sea batido y compactado, actualmente este proceso se realiza con maquinaria pesada denominada cisterna, la cual tiene adosas en la parte posterior de la misma, tal como se aprecia en la siguiente figura.

Ahora bien, el control del caudal de agua, y por lo tanto de la humedad a la que el suelo es sometido a compactación es un proceso rudimentario a la fecha. Por otro lado, una reciente investigación en la Universidad Alas Peruanas concluyo que la variabilidad de la humedad en una base compactada para pavimento urbano es bastante notoria en cuanto al contenido de humedad por zonas, pudiendo verificarse que existen zonas de alta humedad y zonas muy secas para una misma base, esto como consecuencia trae que la densidad máxima seca especificada para dicho material también tenga una variabilidad muy grande y por ende muchas zonas en las que no se llega a alcanza la densidad especificada.

Estando a lo descrito, queda entonces el problema de cómo se puede controlar de forma sencilla y confiable la distribución de la humedad en la

superficie de la base, partiendo en el entendido que la maquinaria para dicha labor es estándar y tiene una operación similar en toda obra y que actualmente existe tecnología de bajo costo que puede ayudar a lograr este fin. Esta es entonces la problemática de la presente investigación: el control de la uniformidad del riego en las operaciones de compactación en bases de pavimentos urbanos.

1.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. 1.2.1.

PROBLEMA GENERAL.

¿Cómo se puede controlarla uniformidad de riego en operaciones de compactación de base granular de un pavimento rígido urbano? 1.2.2.

PROBLEMAS ESPECÍFICOS.

1. ¿Cuál es el diseño de un dispositivo de control de uniformidad de riego? 2. ¿Cuáles son los pasos de la implementación de un dispositivo de control de uniformidad de riego? 3. ¿Cuál es el resultado de la evaluación en campo de la implementación de un dispositivo de control de uniformidad de riego? 1.3.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1. OBJETIVO GENERAL. Diseñar, implementar y evaluar un dispositivo de control de uniformidad de riego para operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 1. Diseñar el dispositivo. 2. Implementar el dispositivo. 3. Evaluar el dispositivo. 1.4. DELIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN 1.4.1.

DELIMITACIÓN ESPACIAL. El ámbito del estudio se circunscribe al departamento y provincia del Cusco.

1.4.2.

DELIMITACIÓN TEMPORAL. La presente tesis se desarrolla durante el primer semestre del año 2019.

1.4.3.

DELIMITACIÓN CONCEPTUAL. Compactación de suelos. Contenido de humedad de suelos. Mecánica de fluidos en agujeros. Sensores resistivos.

1.5. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN. La investigación es conveniente porque pretende difundir el uso de sensores de bajo costo en la optimización y control de operaciones de construcción de pavimentos rígidos urbanos en la ciudad del Cusco. En cuanto a su trascendencia para la sociedad la presente investigación servirá para que los profesionales de distintas ramas de la ingeniería, especialmente la ingeniería civil y la geotecnia puedan tener acceso masivo y a bajo costo de datos de humedad del suelo. Asimismo, los resultados de la investigación permitirán por ejemplo a los ingenieros residentes y supervisores de obras viales tener una herramienta de control de calidad más económica y accesible, esto debería mejorar la toma de decisiones en las construcciones y por ende mejorar la calidad de gasto en las obras públicas. El problema práctico que pretende solucionar la presente investigación está basado en la incertidumbre que genera el escaso control del riego como operación previa a la compactación de bases de pavimentos. La presente tesis, definitivamente ayudará a crear nuevos instrumentos y técnicas de recolección, análisis y procesamiento de datos de campo y de laboratorio en el área de la geotecnia.

CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1.

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN

Para la determinación de los antecedentes de la presente investigación se han recurrido a las fuentes bibliográficas disponibles en línea, se han encontrado tres antecedentes internacionales directamente vinculados con el tema materia de la presente investigación; sin embargo, no se han encontrado antecedentes nacionales ni internacionales. 2.1.1 ANTECEDENTES LOCALES “Análisis de la variabilidad superficial del porcentaje de humedad y su influencia en la toma de decisión de supervisión, para una base de pavimento rígido urbano del Cusco”. Tesis llevada a cabo en la Universidad Alas Peruanas cuya autora: MARTÍNEZ LOZANO, Marycielo, en el año 2018 obtuvo las siguientes conclusiones: La variabilidad superficial del porcentaje de humedad mediante el método tradicional brinda excelente y precisa información para tomar decisiones de supervisión, siempre que, se haga un muestreo continuo y adecuado, por ejemplo, de treinta muestras por cada 200 m de vía, lo cual no se logra definitivamente con tres muestras. Con un muestreo como el planteado por la mencionada tesis, se puede obtener el siguiente mapa de variabilidad de la humedad en la superficie de la rasante, el cual muestra la planta de una pavimentación de 200 metros de longitud y 7 metros de ancho, las zonas rojas tienen un contenido de humedad mayor al 5% y las azules un contenido de humedad menor al 2% lo cual demuestra su gran variabilidad. Gráfico 01.- Variabilidad superficial de la humedad en la calle 21 de Mayo

Progresiva 0+000

Progresiva Contenido de humedad 0+100 porcentual

Fuente: Martínez, 2018. Conclusiones de la tesis. Se ha podido analizar la influencia de la variabilidad superficial del porcentaje de humedad en la toma de decisión de supervisión, para una base de pavimento rígido urbano del Cusco, siendo que esta incide positivamente en la supervisión al dotarle de una herramienta poderosa para decir sobre bases estadísticas y de muestreo consistente la procedencia o no de la calidad de una conformación. La variabilidad superficial del porcentaje de humedad mediante el método tradicional brinda excelente y precisa información para tomar decisiones de supervisión, siempre que, se haga un muestreo continuo y adecuado, por ejemplo, de treinta muestras por cada 200 m de vía, lo cual no se logra definitivamente con tres muestras. La supervisión de cualquier obra de pavimentación ve mejorar su toma de decisiones a raíz de considerar dentro del tratamiento de datos de sus ensayos la variabilidad superficial de las propiedades geotécnicas del suelo, especialmente a través del uso de la geoestadística. Esta tesis servirá como punto de contrastación para la presente investigación en el sentido de corroborar o no si lo visto en la tendencia de variabilidad del contenido de humedad también se da en el tema de la granulometría. Esta tesis servirá como punto de contrastación para la presente investigación en el sentido de corroborar o no si lo visto en la tendencia de variabilidad del contenido de humedad también se da en el tema de la granulometría.

“Análisis de la variabilidad superficial de la densidad de campo para base de pavimentación de calles de la Ciudad del Cusco”. ÁLVAREZ PUMA, Joel, 2018 El objetivo principal de la presente tesis fue analizar la variabilidad superficial de la densidad de campo en una base de pavimento en la ciudad del Cusco. En cuanto a los objetivos específicos, estos fueron: determinar la densidad de campo de la base de un pavimento mediante el método del cono de arena con un muestreo amplio; y determinar la variabilidad superficial de la densidad de campo según la localización del punto de medición.

Con respecto al método, el tipo y nivel de investigación de la presente tesis es de tipo descriptiva exploratoria. La población tomada para la presente investigación son las bases de pavimento urbano de la ciudad. En cuanto a las técnicas e instrumentos para la recolección de datos: en la primera fase de la tesis, la principal técnica de recolección de datos fue la recopilación documental, tanto de las bases teóricas para la tesis como de los antecedentes de investigaciones similares. Luego en la fase de ejecución de ensayos de campo y laboratorio, la principal técnica de recolección ha sido la observación trasuntada en protocolos de medición tanto de las propiedades geométricas de la vía como de la densidad de campo de la misma. Sobre las técnicas de análisis e interpretación de la información se debe indicar que estas incluyen: análisis documental, codificación temática, análisis estadístico, el kriging, entre otras. De acuerdo con lo desarrollado en la tesis, se tienen la siguiente conclusión: La variabilidad superficial de la densidad de campo según la localización del punto de medición influye grandemente en la toma de decisión de aceptar o no la base puesto que como se ha visto existen tres tipos de regiones en la superficie con tres distintas densidades, siendo que la densidad más alta sólo se halla presente en un 3.4 por ciento de la superficie total del tramo de vía analizada. La mayor parte del área superficial de la base analizada presenta una densidad baja equivalente a un 64.3 por ciento. Figura 0.1 Variabilidad superficial de la densidad seca en la calle Inca.

Fuente: Álvarez 2018.

2.2. BASES TEÓRICAS

2.2.2.1 Relaciones gravimétricas y volumétricas del suelo. Para desarrollar las relaciones de peso-volumen se separan las tres fases del suelo, es decir, sólido, agua y aire, como se muestra en la siguiente figura. Figura 1. (a) Elemento de suelo en estado natural; (b) tres fases del elemento de suelo.

Fuente: (Das, 2015). A partir de este concepto anterior se pueden deducir las siguientes relaciones gravimétricas y volumétricas en los suelos: Así mismo: Muestra Saturada Propiedades

(Ws, Ww ,

Muestra no Saturada (Ws,

Formulas Suplementarias que Relacionan

Ww , G, V,

los Factores Medidos y Calculados

G,

conocidas)

VOLUMEN DE COMPONENTES

conocidas) V

Volumen de

s

Solidos

V

Volumen de

w

Agua

V

Volumen de

a

Aire o Gas

𝑉𝑣

Volumen de Vacíos

V – (Va +

𝑊𝑠 𝐺𝛾𝑊

𝑊𝑤 𝛾𝑊

V – (Vs + Vw ) 𝑉–

𝑊𝑠 𝐺𝛾𝑊

Volumen V

Total de la Muestra

Vs + Vw

𝑉𝑠 1+ 𝑒

𝑉𝑣 𝑒

𝑉𝑣 – Va

S 𝑉𝑣

𝑆𝑉𝑒 1+ 𝑒

𝑆𝑉𝑠𝑒

𝑉𝑣 – Vw

(1 – 𝑆)𝑉𝑣

(1 – 𝑆 )𝑉𝑒 1+ 𝑒

(1 – 𝑆)𝑉𝑠𝑒

V – Vs

𝑉𝑠 𝑛 1– 𝑛

𝑉𝑒 1+ 𝑒

𝑉𝑠 𝑒

𝑉𝑠 1– 𝑛

𝑉𝑠(1 – 𝑒)

𝑉𝑣(1 + 𝑒) 𝑒

Vw )

𝑊𝑤 𝛾𝑊 Cero

V( 1 – n )

Medida

Vs + Va + Vw

n

Porosidad Relación de

e

Vacíos

𝑉𝑣 𝑉

1–

𝑉𝑠 𝑉

𝑉𝑣 𝑉𝑠

𝑉 – 1 𝑉𝑠

𝑊𝑠 𝐺𝑉𝛾𝑊

𝑒 1+ 𝑒

𝐺𝑉𝛾𝑊 – 1 𝑊𝑠

𝑊𝑊 𝑊𝑠𝑆

1–

𝑛 1– 𝑛

𝑤𝐺 𝑆

Asi mismo: Muestra Propiedades

Saturada (Ws, Ww , G,

PESOS PARA UNA MUESTRA ESPECIFICA

PESOS PARA UNA MUESTRA DE VOLUMEN UNITARIO

γD

Ww

Peso de

los Factores Medidos y Calculados

Medida

𝑊𝑇 1+ 𝑊

𝐺𝑉𝛾𝑊 (1 – 𝑛)

𝑊𝑊𝐺 𝑒𝑆

Medida

𝑤𝑊𝑠

S 𝛾𝑊𝑉𝑣

𝑒𝑊𝑠𝑆 1+ 𝑒

𝑊𝑠 + 𝑊𝑤

𝑊𝑠 (1 + 𝑤)

Solidos Peso del Agua Peso Total

Wt

de la Muestra Peso Unitario Seco Peso

γT

Unitario Húmedo Peso

γSAT

Unitario Saturado

𝑊𝑠 𝑉𝑠 + 𝑉𝑤

𝑊𝑠 𝑉

𝑊𝑡 𝑉(1 + 𝑤)

𝐺𝛾𝑊 1+ 𝑒

𝐺𝛾𝑊 1 + 𝑤𝐺/𝑆

𝑊𝑠 + 𝑊𝑤 𝑉𝑠 + 𝑉𝑤

𝑊𝑠 + 𝑊𝑤 𝑉

𝑊𝑇 𝑉

(𝐺 + 𝑆𝑒)𝛾𝑊 1+ 𝑒

(1 + 𝑤)𝛾𝑊 𝑤/𝑆 + 1/𝐺

𝑊𝑠 + 𝑊𝑤 𝑉𝑠 + 𝑉𝑤

𝑊𝑠 + 𝑉𝑣𝛾𝑊 𝑉

(𝐺 + 𝑒)𝛾𝑊 1+ 𝑒

(1 + 𝑤)𝛾𝑊 𝑤 + 1/𝐺

Peso γSUB

γSAT – γW

Unitario Sumergido Contenido

w RELACIONES COMBINADAS

Formulas Suplementarias que Relacionan

Saturada (Ws, Ww , G, V, conocidas)

conocidas) Ws

Muestra no

𝑊𝑤 𝑊𝑠

de Humedad

S

G

Grado de

𝑉𝑤 𝑉𝑣

1.00

Saturación Gravedad Especifica

𝑊𝑠 𝑉𝑠𝛾𝑊

𝑊𝑠 𝑉 𝑒 +( )𝛾 1+ 𝑒 𝑊 𝑊𝑠 𝑉

𝐺+𝑒 ( 1+ 𝑒

𝑒 +( )𝛾 1+ 𝑠 𝑊

− 1) 𝛾𝑊

1 − 1/𝐺 ( )𝛾 𝑤 + 1/𝐺 𝑊

𝑊𝑡 – 1 𝑊𝑠

𝑆𝑒 𝐺

𝛾𝐷 𝑆( 𝛾𝑊 1 − ) 𝛾𝑊 𝐺

𝑊𝑊 𝑉𝑣𝛾𝑊

𝑤𝐺 𝑒

𝑤 𝛾𝑊 1 ( − ) 𝛾𝐷 𝐺

𝑆𝑒 𝑤

2.2.2.2 Contenido de humedad en suelos granulares. El término densidad relativa se utiliza comúnmente para indicar la densidad in situ o soltura de suelo granular sus valores pueden variar desde un mínimo de cero para el suelo muy suelto, a un máximo de uno para el suelo muy denso. Mediante el uso de la definición de peso unitario seco (0% de contenido de humedad) podemos expresar la densidad relativa en términos de pesos unitarios secos posibles máximos y mínimos (Das, 2015). Para suelos granulares, a menudo se considera que la densidad relativa es un indicador más importante de las propiedades del suelo que la densidad real (Carter, y otros, 2016). Para suelos saturados, el volumen de vacíos está completamente formado por agua. Por lo tanto, cuando aumenta la porosidad del suelo, también aumenta el volumen de agua en el suelo. Este aumento en el volumen de agua provoca un aumento en la constante dieléctrica (Rasch, 2011). 2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS Contenido de humedad o contenido de agua La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada como porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas (UNI, 2006). Desviación estándar. En estadística, la desviación estándar es una medida de la variabilidad (dispersión) de cualquier conjunto de valores numéricos sobre su media aritmética (promedio, denotado por μ). Se define específicamente como la raíz cuadrada positiva de la varianza (σ2). En símbolos, σ2 = Σ (xi - μ) 2 / n, donde Σ es una notación compacta utilizada para indicar que cuando el índice (i) cambia de 1 a n (el número de elementos en el conjunto de datos), el cuadrado de la diferencia entre cada elemento xi y la media, dividida por n, se calcula y estos valores se suman. La varianza se utiliza procesalmente para analizar los factores que pueden influir en la distribución o la dispersión de los datos considerados (Gregersen, 2011). Humedad del suelo. La humedad del suelo influye en muchas propiedades físicas, tales como la densidad aparente, espacio poroso, compactación, penetrabilidad, resistencia al corte, consistencia, succión total de agua y color del suelo. La humedad del suelo es muy dinámica y depende del clima, vegetación, profundidad del suelo, y de las características y condiciones físicas del perfil. Se entiende por

humedad del suelo a la masa de agua contenida por unidad de masa de sólidos del suelo (Flores, y otros, 2010). Media. La medida más comúnmente reportada de tendencia central es la media. La media, también llamada promedio aritmético o promedio, es la suma de un conjunto de puntajes (x) dividido por el número de puntajes sumados, en una muestra (n) o en una población (N) (Privitera, 2015). Sensor. El sensor o también llamado “sonda” es el elemento que se encuentra en contacto directo con la magnitud que se va a evaluar, al interactuar con estas sufre cambios en sus propiedades. Por ejemplo, la magnitud física puede ser la temperatura y la propiedad alterada puede ser la resistencia eléctrica que varía proporcionalmente a la variable medida (Rodríguez, 2018). Material de base. Todo material granular que cumple además con las características físicomecánicas y químicas que se indican en la norma NTE CE.010 PAVIMENTOS URBANOS, tablas 7 en adelante. Densidad de campo. Es aquella que se obtienen haciendo un hueco en el terreno, de forma cilíndrica; se pesa el suelo extraído en estado húmedo y seco, y el volumen, que es el del hueco, se mide llenándolo de arena curzosa (de Ottawa o Guamo, Tolima), que debe lavarse y gradarse periódicamente. En su defecto, con aceite grueso o con una vejiga de agua, siendo este último un método poco exacto.

CAPITULO III HIPOTESIS Y OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

3.1. HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN Las hipótesis de la presente investigación son: 3.1.1.

Hipótesis General.

El diseño e implementación de un dispositivo de control permitirá mejorar la uniformidad de riego para operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido. 3.1.2.

Hipótesis Específica.

La evaluación del diseño e implementación de un dispositivo de control, evidenciará la mejora de la uniformidad del riego en las operaciones de compactación de base granular de pavimento rígido 3.2. VARIABLES 3.2.1.

VARIABLE INTERVINIENTES

-

Uniformidad de riego.

-

Dispositivo de control.

Además, se han determinado los siguientes indicadores: ‫־‬

Uniformidad de riego en litros por metro cuadrado.

‫־‬

Contenido de humedad en porcentaje.

CAPITULO IV METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

4.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 4.1.1. Tipo y nivel de la Investigación Se asume el diseño no experimental, transversal, descriptivo porque se procederá a explicar la naturaleza de las variables de estudio. 4.1.2.

Método de investigación

Formulación del marco teórico

Trabajo de laboratorio

Análisis e interpretación datos

Formulación de conclusiones y recomendacion

4.2. POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN 4.2.1.

Población La población de estudio se constituye por lo tanto todas las bases de pavimento urbano que se construyen en la ciudad del Cusco durante el periodo de formulación de la presente tesis.

4.2.2.

Muestra La muestra será tomada por conveniencia en consideración a los métodos actuales de muestreo de suelos. Se plantea una muestra de una base de pavimento entes y después de la conformación.

4.3. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. La muestra será tomada de manera probabilística en consideración a los métodos actuales de muestreo de suelos. El muestreo será de tipo uniforme en cuadrícula. 4.1TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN. En la primera fase de la tesis, la principal técnica de recolección de datos será la recopilación documental, tanto de las bases teóricas para la tesis como de los antecedentes de investigaciones similares. Luego en la fase de ejecución de ensayos de laboratorio, las principales técnicas de recolección serán los protocolos de medición de la densidad de campo. 4.2TÉCNICAS DE ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN. Análisis documental.

Codificación temática. Análisis estadístico.

CAPITULO V ASPECTO ADMINISTRATIVO DE LA INVESTIGACIÓN

5.1.

Financiamiento y Presupuesto. La presente tesis será financiada con recursos propios.

RUBROS A) RECURSOS HUMANOS: ‫־‬ Asesor ‫־‬ Consultor ‫־‬ Asistente ‫־‬ Secretaria

COSTO ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬

SUB TOTAL

7 500 2 500 200 300 10, 500.00

B) BIENES: ‫־‬ Papel bond A4.80° ‫־‬ USB ‫־‬ C.D. ‫־‬ Plumones ‫־‬ Cinta Masking ‫־‬ Papel Bulking ‫־‬ Corrector ‫־‬ Lapiceros ‫־‬ Adquisición de bibliografía

-

100.00 60.00 10.00 20.00 5.00 20.00 5.00 10.00 500.00 730.00

C) SERVICIOS ‫־‬ Movilidad ‫־‬ Viáticos ‫־‬ Tipeos ‫־‬ Empastados ‫־‬ Copias ‫־‬ Pago a encuestadores ‫־‬ Anillados ‫־‬ Imprevistos

‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬ ‫־‬

500.00 200.00 120.00 300.00 200.00 200.00 50.00 300.00 1, 870.00

D) Investigación y desarrollo sensores D) Ensayos de laboratorio

en

7, 500.00 3,400.00 TOTAL

5.2. N° 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

S/ 24, 000.00

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. ACTIVIDADES Determinación del problema Revisión bibliográfica Elaboración del anteproyecto Aprobación del proyecto de tesis Elaboración de instrumentos de investigación Aplicación de instrumentos de investigación Procesamiento y análisis de la información Interpretación de resultados Redacción del informe final Presentación del informe final Aprobación del informe final y sustentación

M 1 X

M 2 X X X

M 3

M 4

X X X

X X X X

2018 M M 5 6 X

X

X X

X X X

x x

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ANEXOS: “ANÁLISIS DE LA CORRELACIÓN ENTRE MÉTODOS: GRAVIMÉTRICO Y GEOFÍSICO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE CAMPO DE LA BASE DE PAVIMENTO EN LA CALLE INCA DE LA CIUDAD DEL CUSCO” PROBLEMA GENERAL

OBJETIVO GENERAL

HIPÓTESIS GENERAL

¿?

.

.

VARIABLE INDEPENDIENTE: . HIPÓTESIS ESPECÍFICAS PROBLEMAS ESPECÍFICOS OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.

¿?

2.

¿?

1.

1.

.

2.

.

VARIABLE DEPENDIENTE:

.

. 2.

.