FIGEMPA: Investigación y Desarrollo

Caracterización físico-química del suelo del botadero de Portoviejo y análisis de la distribución espacial de cromo (VI), níquel, bromo y hierro

Resumen El botadero de basura, a cielo abierto, de la ciudad de Portoviejo se encuentra en etapa de cierre técnico y en éste existen desechos de origen doméstico e industrial. Estos desechos pueden generar contaminación por los diversos elementos químicos tóxicos que contienen. El objetivo de este trabajo fue caracterizar los suelos mediante parámetros físicos y químicos como pH, humedad, conductividad eléctrica, Residuo Seco Evaporado (RSE), Residuo Seco Calcinado (RSC), densidad real y aparente y medir Cr (VI), Ni, Br y Fe para proponer una zonificación de posible propagación de los contaminantes, con relación a las curvas de lixiviación. Se procedió a analizar varias técnicas de muestreo, en cuanto a factibilidad y aplicabilidad a la zona de estudio, por ello se empleó metodología propuesta por la Norma Técnica Ambiental Ecuatoriana, la Secretaría de Medio Ambiente de México y la propuesta basada en la publicación de Investigación de la Contaminación de Suelos del Gobierno Vasco de España, se optó por esta última, que dio como resultado un total de 20 muestras en la zona de estudio. La caracterización fisicoquímica del suelo permitió obtener información de sus propiedades, las mismas que sirvieron como insumo para la elaboración de mapas de distribución espacial, con la finalidad de aplicar algebra de mapas, en función de la variación de estas propiedades, para la determinación de dos zonas, donde, se identificó mayor y menor vulnerabilidad de contaminación, en cuanto a la movilidad de estos elementos. Los valores mostrados por el pH y conductividad eléctrica determinaron que son suelos que se comportan de manera neutral y ligeramente alcalino, y suelos significativamente salinos. El porcentaje de humedad obtenido en cada uno de los extractos determinó suelos franco arenosos. Como resultado se tuvo que la mayor concentración de los elementos medidos está orientada al suroccidente del botadero, y tras analizar la relación entre la zonificación y lixiviación, se pudo determinar cómo se encuentra la movilidad de estos elementos en donde se debe prestar especial atención a la zona vulnerable que presenta curvas de lixiviación crecientes.

Abstract The open dump in the city of Portoviejo is in the technical closure stage and there are domestic and industrial waste. These wastes can generate contamination by the various toxic chemical elements they contain. The objective of this work was to characterize soils through physical and chemical parameters such as pH, humidity, electrical conductivity, Dry Evaporated Residue (RSE), Calcined Dry Residue (RSC), real and apparent density and measure Cr (VI), Ni, Br and Fe for proposing a zoning of possible spread of contaminants, in relation to leaching curves. We proceeded to analyze several sampling techniques, in terms of feasibility and applicability to the study area, so was used methodology proposed by the Ecuadorian Environmental Technical Standard, the Secretariat of the Environment of Mexico and the proposal based on the publication of Research of the Soil Pollution of the Basque Government of Spain, it was decided to use the last one, which resulted in a total of 20 samples in the study area. The physical-chemical characterization of the soil allowed to obtain information about its properties, which served as input for the elaboration of spatial distribution maps, with the purpose of applying algebra of maps, depending on the variation of these properties, for the determination of two zones, where, greater and less vulnerability of pollution was identified in terms of the mobility of these elements. The values shown by the pH and electrical conductivity, determined that they are soils that behave neutrally and slightly alkaline, and significantly saline soils. The percentage of moisture obtained in each of the extracts determined sandy loam soils. As a result, the highest concentration of the measured elements was oriented to the southwest of the dump, and after analyzing the relationship between zoning and leaching, it was possible to determine how the mobility of these elements is, where special attention should be paid to the vulnerable zone that presents increasing leaching curves.

Influencia de los paneles modulares M2 en el comportamiento sismo resistente de edificaciones

Resumen La investigación consiste en analizar la influencia de los paneles modulares M2 en el comportamiento sismo resistente de edificaciones. En un 1° Caso: se consideró al panel M2 como mampostería confinada y en un 2° Caso: como sistemas de pisos (losas). Para ello se consideraron 5 proyectos arquitectónicos diferentes ubicados en Quito. Una vez que los sistemas aporticados planteados alcancen los parámetros sismo resistentes establecidos en la normativa, en un 1° Caso, se incorporan, los paneles modulares M2 como mampostería confinada en edificios de 3, 6 y 9 pisos. Mientras que, en un 2° Caso, se dispuso que el panel modular M2 sea considerado como sistema de piso (losas). De estos dos grupos de edificaciones con diferente disposición de los paneles, se determinan nuevos valores de respuestas estructurales, con cuyos datos se procede a comparar con los resultados obtenidos con el sistema aporticado. Para la colocación de los paneles modulares como mampostería, dentro de los sistemas estructurales propuestos, se utilizó el método puntal equivalente, donde las paredes trabajan sólo axialmente a compresión y no absorben cortante. Mientras que, para los sistemas de pisos, se utilizó como modelo base, al sistema de piso con stell deck y otra con la implementación de paneles modulares M2. Para ello se dispuso de dos edificios de mediana altura (6 pisos) y gran altura (16 pisos). Del análisis estructural, para ambos casos: los sistemas aporticados con paneles modulares M2, utilizados tanto como mampostería confinada como sistemas de piso (losas), generó respuestas estructurales como períodos y derivas de piso menores que el sistema sólo aporticado, debido a que el panel modular M2 aporta rigidez lateral y disminuye el peso de las edificaciones, demostrando así que: se puede reducir la vulnerabilidad estructural y mejorar el comportamiento estructural de edificaciones, ante la acción sísmica.

Abstract The investigation consists of analyzing the influence of the modular panels M2 on the resistant earthquake behavior of buildings. In a 1st case: the M2 panel was considered as confined masonry and in a 2nd case: as floor systems (slabs). For this purpose, 5 different architectural projects located in Quito were used. Once the proposed systems have reached the earthquake resistant parameters established in the regulations, in a 1st case, the M2 modular panels are incorporated as confined masonry in buildings of 3, 6 and 9 floors. While, in a 2nd case, it was arranged that the modular panel M2 be considered as a floor system (slabs). Of these two groups of buildings with different layout of the panels, new values of structural responses are determined, with whose data we proceed to compare with the results obtained with the contributed system. For the placement of the modular panels as masonry within the proposed structural systems, the equivalent strut method was used, where the walls work only axially under compression and do not absorb shear. While, for floor systems, the floor system with steel deck was used as a base model and another with the implementation of modular M2 panels. For this, two buildings of medium height (6 floors) and high height (16 floors) were available. From the structural analysis, for both cases: the systems contributed with modular M2 panels used both as confined masonry and floor systems (slabs), generated structural responses as periods and floor drifts lower than the system only contributed, because the modular panel M2 provides lateral stiffness and decreases the weight of the buildings, demonstrating that: structural vulnerability can be reduced and the structural behavior of.

Escalamiento de secciones a partir de módulos de elasticidad

Resumen La modelación a escala, en acero, de un edificio de 9 pisos situado en la ciudad de Quito, sometido a cargas sísmicas en la mesa de vibración XY Shake Table III, de la Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática, a partir de la modelación matemática en ETABS, considera especificaciones establecidas por la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC) para el diseño de los elementos estructurales y el análisis de los resultados, permitiendo determinar técnicas de construcción y tipo de acero a ser utilizados para la elaboración de modelos a escala que reflejen el comportamiento real de la edificación. Utilizando el proceso de investigación para el desarrollo del proyecto, se identifican los elementos estructurales de la edificación existente en planos arquitectónicos, para el desarrollo del pre diseño de los mismos y posteriormente su escalamiento a acero, utilizando módulos de elasticidad. Además, al ser sometidos a la misma carga sísmica, tanto el modelo matemático como el modelo a escala, se realiza la comparación de resultados para analizar el comportamiento estructural, con base en la normativa vigente. Para el uso de la mesa de vibración XY Shake Table III se realizará el procedimiento de escalamiento de sismos del ASCE/SEI 10, considerado por Aguiar Falconí & García, utilizando eventos sísmicos registrados por el IG-EPN y sismos que podrían producirse en la ciudad de Quito, debido a las fallas geológicas presentes y a la energía acumulada en la corteza terrestre.

Abstract The modeling to steel-scale of a 9-floor building which is located in Quito city, under seismic loads on the XY vibration Table III table of the Engineering, Physical Sciences and Mathematics Faculty, based on mathematical modeling in ETABS , considers established specifications by the Ecuadorian Construction Standard (NEC) for the design of structural elements and the analysis of results, getting the determination of construction techniques and steel type to be used for the elaboration of scale models that reflect the real behavior of the building. Using the research process for the development of the project, the structural elements of the existing building are identified in architectural plans, for the development of the pre-design of the same and later its scaling to steel using elasticity modules. In addition, when subjected to the same seismic load, both the mathematical model and the scale model, the results are compared to analyze the structural behavior based on current regulations. For the use of the XY Shake Table III vibration table, the earthquake escalation procedure of the ASCE / SEI 10 will be carried out, considered by Aguiar Falconí & García, using seismic events registered by the IG-EPN and earthquakes that could occur in the city of Quito due to the present geological faults and the energy accumulated in the earth crust.

Modelamiento espacial en la ubicación de un relleno sanitario para la zona de Intag, cantón Cotacachi, Ecuador

Resumen Uno de los principales problemas que contribuyen a disminuir la calidad de vida de las poblaciones del Ecuadores el inadecuado manejo de los residuos urbanos, ya sea por la falta de equipamiento o de programas que contribuyan a la gestión integral; este es el caso de la actual población de la zona de INTAG, cantón Cotacachi, que no dispone de un relleno sanitario para la disposición final y gestión de los desechos sólidos generados; actualmente los residuos son conducidos al relleno sanitario de Cotacachi, que se encuentra en proceso de cierre definitivo. A través del presente estudio se propuso la ubicación óptima del nuevo relleno sanitario para la zona de INTAG, la metodología utilizada fue modelamiento espacial y álgebra de mapas, a través de herramientas de información geográfica, obteniendo seis alternativas de ubicación que fueron evaluadas en campo; posteriormente la más óptima fue seleccionada y aprobada por la Dirección de Ambiente del GAD Municipal de Cotacachi, cumpliendo con las especificaciones pertinentes del Ministerio del Ambiente del Ecuador. Con la ejecución del presente estudio, no solamente se estará cumpliendo con uno de los objetivos del Plan de Desarrollo del cantón, sino también se mejorará, de manera sustancial, la calidad de vida de las comunidades, reduciendo los impactos ambientales negativos que las actuales condiciones generan.

Abstract One of the main problems that contribute to diminish the life quality of Ecuador populations is the inadequate management of the waste, either due to the lack of equipment or programs that contribute to the integral management of waste, this is the case of the current population of INTAG area in Cotacachi canton. Which does not have a sanitary landfill for the final disposal nor management of the solid waste generated. Currently this waste is taken to the Cotacachi´s city landfill, which is in process of definitive closure. This study proposes an optimum location of the new sanitary landfill for the INTAG area, the methodology used was maps algebra and spatial modeling through geographic information tools obtaining six location alternatives that were evaluated on field. Then the best option was selected and approved by the Environmental Department of the Municipal GAD of Cotacachi, complying with the specifications of the Environment Ministry of Ecuador. Through the implementation of this study, not only will one of the objectives of the Development Plan of the canton be fulfilled, but also the quality of life of the communities will be substantially improved, reducing the negative environmental impacts that the current conditions generate.

Modelamiento de Procesos en la depositación de Carbonatos, Plataforma Marion Norte y Sur del Mioceno

Resumen Marion Plateau es una plataforma de carbonatos fría-subtropical, ubicada al noroeste, costa afuera de Australia. Tiene dos plataformas separadas que presentan diferentes biotas de carbonatos que fueron desarrolladas en etapas de crecimiento independientes. En ese periodo de tiempo existió una glaciación, afectando los niveles glacio-eustáticos del mar y la acción de las olas que impactaron las tasas de crecimiento de los carbonatos y las geometrías de las plataformas. Sin embargo, no se ha podido establecer la relación entre los procesos involucrados en la depositación y etapas posteriores en los carbonatos. Los objetivos de este trabajo son: construir un apilamiento vertical de facies sedimentarias, correlacionar estratigráficamente las secuencias del Mioceno medio y representar las geometrías y patrones de apilamiento actuales, con base a condiciones conocidas. La metodología utilizada involucra correlación de estratigrafía secuencial de cinco límites de secuencias que representan “lowstands, transgressive y highstand system tracts” dentro de una mega secuencia, utilizando información de núcleos, secciones sísmicas, registros eléctricos y cambios en dolomitización. El modelamiento de procesos se genera para la relación de niveles eustáticos, tasa de subsidencia, producción de carbonatos, profundidad del agua y acción de las olas. Los modelos representan tasas de sedimentación, distribución de facies y geometría de carbonatos alineados con la información existente de la locación. Como en todos los modelos, las limitaciones y asunciones afectan los resultados esperados, en este caso es la habilidad de reproducir los registros estratigráficos de espesor. Este estudio muestra exitosamente que los modelos de procesos son una alternativa para representar la interacción entre los eventos y las geometrías de los estratos de carbonatos que se puedan obtener. Al modelar las propiedades principales se genera la oportunidad de identificar factores que afectan las variaciones de los carbonatos en el subsuelo. Esto podría mejorar la caracterización y predicción en este tipo de reservorios y, consecuentemente, el potencial mejoramiento de las estrategias de producción de hidrocarburos.

Abstract Marion Plateau is a Miocene cool-subtropical carbonate platform located in offshore northeastern Australia. It has two separate platforms that present different carbonate biotas and were developed at independent growth stages. At that time there was an icehouse affecting the glacioeustatic sea levels, and wave base currents impacted carbonate growth rates and platform geometries. However, the relation between the process involved in the deposition and later stages of the carbonates are not well understood. This project objectives are build vertical stacking of sedimentary facies, correlate the middle Miocene sequence stratigraphic framework and obtain carbonate geometries and stacking patterns based on the existing constraints The methodology followed in this project involves sequence stratigraphic correlation of five sequence boundaries that denote low stands, transgressive and high stands system tracts within a mega sequence using core data, seismic sections, electrical logs and dolomitization changes. Forward modelling is produced by the relation of eustasy levels, subsidence rate, carbonate production, water depth, and wave action. Models replicate sedimentation rates, facies distribution and carbonate geometries in line with the existent data of the location. As in all modelling processes, limitations and assumptions affect the expected results, which in this study is the ability of reproduce the stratigraphic thickness records. This study successfully shows that forward modelling provides an alternative to representing the interaction between carbonate processes and the carbonate strata geometries that can be obtained. Modelling the key properties offers the opportunity to identify factors behind carbonate variations in the subsurface. This could improve carbonate reservoirs characterization and predictions, and subsequently the potential improvement of hydrocarbon production strategies.

Desarrollo del software inflow para la determinación de curvas de oferta (IPR) en pozos horizontales, mediante las correlaciones empíricas de Joshi, Cheng, Bendakhlia & Aziz, Economides & Retnanto

Resumen Este estudio trata de la aplicación del lenguaje FORTRAN 77, para la digitalización de las correlaciones de tipo gráfica a funciones y con ello, desarrollar el cálculo de manera inmediata de las variables que permitan definir la curva de oferta (IPR) de fluidos bifásicos en pozos horizontales, de acuerdo a correlaciones empíricas. Al aplicar la correlación de Joshi se tiene un mecanismo de producción de empuje hidráulico y un área de drenaje tipo elipse, mientras que, para las correlaciones de Cheng, Bendakhlia & Aziz, Economides & Retnanto se asume un reservorio en forma rectangular, con valores de permeabilidades en las direcciones x, y, z. La ecuación presentada por Helmy & Wattenbarger determina el índice de productividad para pozos horizontales que producen a presión constante. La aplicación del lenguaje FORTRAN 77, generará un archivo plano con la información del índice de productividad, caudal máximo, presiones de fondo fluyente y sus respectivos caudales para, de esta manera, graficar y determinar el comportamiento de afluencia del yacimiento, de acuerdo a los parámetros de cada correlación.

Abstract This study deals with the application of the FORTRAN 77 language, for the digitalization of graphical type correlations to functions and with it, to develop the calculation of the immediate variables that allow defining the supply curve (IPR) of biphasic fluids in horizontal wells according to empirical correlations. When applying the Joshi correlation, there is a hydraulic drive production mechanism and an ellipse drainage area, while for the correlations of Cheng, Bendakhlia & Aziz, Economides & Retnanto a rectangular reservoir with permeability values is assumed in the x, y, z directions. The equation presented by Helmy & Wattenbarger determines the productivity index for horizontal wells that produce at constant pressure. The application of the FORTRAN 77 language will generate a flat file with the information of the productivity index, maximum flow rate, flowing bottom pressures and their respective flow rates in order to graph and determine the inflow behavior of the reservoir according to the parameters of each correlation.