https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/248/19916/Ciencia_FIC_Revista_de_divulgacion_cientifica_y_tecnologica_2010_No_1_Enero-Junio.ocr.pdf 1a7c00850ea3466af688005df003bfc9 PDF Text Text ,\\E.ST �CONSEJO ED ITORIAL ---------- - Rl V I ST A DE D I VULG A CI O N Cl lNT l l· I C A Y 7 EC NO L Ó G I C A FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNIVI RSIOAD AUTONOMA Df N\Jl\'O 11 ON NO. 1 SIMHTR,\l [NíRO IUN!O lolO Dr. Jesús Áncer Rodríguez RECTOR lng. Rogelio G. Garza Rivera SECRETARJO GENERAL Dr. Mario César Salinas Carmona SECRETARIO DE INVESTIGAC IÓN, INN OVAC IÓN Y POSGRADO Dr. Ubaldo Ortiz Méndez SECRETARJO ACADÉMICO M./. Luis Manuel Aranda Maltez D I RECTOR DE LA FACULTAD DE INGEN I ERÍA CIVIL Dr. Pedro Leobardo Valdez Tamez SUBD I RECTOR DE ESTUDIOS DE POSGRADO E IN VEST IGACIÓN. FIC lng. María Inés Fuentes Rodríguez SECRETARIA ACADÉM ICA DE LA FACULTAD DE I NGENIERÍA C IV I L Dr. Luis Francisco Chapa González COORD INADOR GENERAL DEL INSTITUTO DE IN GEN I ERÍA CIVI L "RRV" Dr. Gerardo Fajardo San Miguel COORDINADOR DE IN VEST IGACIÓN. FIC Dr. Pedro Leobardo Valdez Tamez Dr. Gerardo Fajardo San Miguel ED ITORES Portado: Presa Rompepicos, Corral de Palmos, Santo Calorina, ~uevo león, México Diseño: Armando londois Formato: M.C. José Alejandro Herrera Gonzólez El contenido de los artículos finnados e s lllicanente responsabil idad del autor{es) y no de los editores. El mate rial impreso puede rep roduarse mientras sea sin fines de l uc ro y citando la fuente. ■--- CIENC IA FIC No.l ENERO · JUNIO 20 10 e �CONTEN I DO ·· - - .... ., e-·- 6 ----------- • Editorial 4 Control de inundaciones en zonas urbanas, caso de estudio: Presa Rompe Picos "Corral de Palmas" ubicada en Santa Catarina, Nuevo León (México). 5 ADRIAN LEONARDO FERRIÑO· FIERRO. VICTOR H UGO GUERRA· COB IÁN . JOSE LUIS BRUSTER· FLORES. GERARDO D E LIRA· REYES. RICARDO ALBERTO CAVAZOS· GONZÁLEZ Efecto de la temperatura sobre los parámetros reológicos de morteros para hormigón auto compactante. J. RO NC ERO. B. BARRAGÁN Y R. ZERB INO. 10 Stability characteristics of hydraulically placed mine tailings and power station fly ash. 19 o +--,-......,..........,,..._.,.....--,-....,.., O 25 50 75 100 VelOcid~ (rpm) 125 150 16 C.A. CHA RLES· C RUZ. Construcción de curvas 1-D-Tr, a partir de registros pluviométricos. 32 GU ERRA·CO BIÁN V H .. FERRIÑO· FI ERRO A. L., CAVAZOS-GONZÁLEZ R. A.. BRUSTER· FLORES J. L. 22 Estudio comparativo de dos métodos de preparación de soportes de y-Al 2O3 para su impregnación con metales. 40 A. CRUZ· LÓPEZ. O. VÁZQ1JEZCUCH ILLO. H . A. H ERNÁNDEZ JIMÉNEZ. L. BAUTI STA CARRI LLO. L. M. TORRES MARTÍN EZ. 37 Noticias 48 Información para autores 51 45 CIENCIA FIC es una revist a semest ral , de difusión científica y tecnológica de la Facultad de Ingeniería Civil , sin fines de lucro, editada por la Subdi rección de Estudios de Posgrado e Investigaci ón a t ravés de l a Coordinación de Investigac ión. CI ENCIA FI C N o.l ENE RO · JUNIO 2010 --■ �EDITORIAL ------------ • EDITORIAL Las grandes ciudades modernas se enfrentan a la problemática del manejo sostenible de sus recursos hídricos. por lo ~,e el desarrollo de la infraestructura hidráulica adecuada y eficiente se hace indispensable para ello. El caso de Monterrey y su área metropolitana se encuentra inmerso en esta realidad. Urbe industrial por excelencia con más de 4 millones de habitantes. se enfrenta al reto diario de abastecer más de 250 litros diarios a cada uno de sus habitantes (Servicios de Agua y Drenaje de Monterrey I.P.D.). Para ello, se cuenta con fuentes de abastecimiento superficiales. las cuales constan de cuatro presas: así como subterráneas Q.Ue son básicamente 120 pozos y otras fuentes. El vital IÍQ.Uido se bombea de las fuentes de abastecimiento a más de 200 m de altura, lo Q.Ue significa un gran consumo de energía empleada en las estaciones bombeo. Aunado a lo anterior; rvtonterrey se localiza en un va lle rodeado de montañas con una orografía accidentada, lo cual genera gran cantidad de escurrimientos con velocida d importante de flujo Q.Ue llegan, en ciertos lugares, a desbordar los afluentes naturales (ríos y arroyos) Que cruzan la ciudad. Esta situación se v uelve cada vez más crítica, ya Que la mayor parte del suelo de la ciudad esta urbanizado, dejando insuficiente área para Que se absorban los escurrimientos y se recarguen los acuíferos. Por ello. se hace imprescindible Que la ciudad cuente con instituciones educativas y centros de investigación ~te generen los estudios necesarios para desarrollar la infraestructura adecuada para enfrentar este tipo de problemática. Como parte de una solución integral, los gobiernos federal y estatal construyeron la llamada presa "Rompepicos", ubicada en el cañón de la HLk1steca, su función principal consiste en controlar y retardar los escurrimientos en el río Santa Catarina Q.Ue cruza el área metropolitana de Monterrey. Esta estructura hidráulica permite contener y regular las crecientes provocadas asociadas a eventos climáticos extremos como por ejemplo los huracanes. Para su construcciónse diseñó un concreto especial compactado con rodillo, conocido como CCR, el cual tiene una mayor rapidez de colocación, bajo calor de hidratación, menor costo Q.Ue los concretos convencionales. Para incrementar su durabilidad se emplearon adiciones minerales. La cortina es de tipo piramidal con una altura de 70 m y 240 m de corona. con capacidad para retener hasta 90 millones de metros cúbicos. Esperamos ~,e las autoridades continúen constn~endo obras hidráulicas Q.Ue minimicen los riesgos provocados por lluvias intensas, lo anterior en base a un plan integral reg ional. y Que a la vez puedan beneficiar a la pobla ción, asegurando principalmente el consumo humano. sin dejar a un lado la sustentabilidad del ecosistema. DR. PEDRO LEOBARDO VALDEZ TAMEZ DR. GERARDO FAJARDO SAN MIGU EL ■'---- C IENC IA FIC No. l ENERO - JUNIO 2010 �fERRINO FI ERRO GUERRA COB IAN. i) RUSTER·fLORES . DE LIRA REYES. CAVAZOS GONZALEZ ,.~, • • ''4 CONTROL DE INUNDAC IONES EN ZONAS URBANAS, CASO DE ESTUDIO: PRESA ROMPE PICOS "CORRAL DE PALMAS" UBICADA EN SANTA CATARINA. NUEVO LEÓN (MÉXICO). ADRJAN LEONARDO FERRIÑO· FIERR0 1• VÍCTOR H UGO GUERRA-COBIÁN 2• JOSÉ LUIS BRUSTER- f LORES 1• GERARDO DE LIRA- REYES 2. RJCARDO ALBERTO CAVAZOS·GON ZÁLEZ 1• RESUMEN Las Presos Rompe Picos (PRP) noson muy comunes, yo que su finalidad no es almacenar aguo, sinoevitar que esto cause daños olos centros de población. Enelpresenteartículose describede manero general la PRP Corral de Palmo ysu funcionamiento hidráulico. Además, se do informaciónsobre el funcionamiento de la PRP durante elevento extremo del huracán Emilydel 2005. Palabras clave: Presa Rompe Picos, Huracán Emily, RíoSanto Calorina. 1. INTRODUCCIÓN En México como en otros países. la fa lta de conocimiento del peligro por inundación en zonas urbanas alientan la ocupación de zonas aledañas a ríos (p. e. llanuras de inundación). Los asentamientos humanos Quedan dentro de estas zonas. lo cual ocasiona Q.Ue la población sea vulnerable a los fenómenos hidrometeorológicos, y en particular a los eventos extremos o atípicos. Las inundaciones por desbordamientos de ríos son fenómenos normales Que forman parte del comportamiento de los mismos, y se incrementan cuando el hombre altera, interfiere o invade el curso natural de estos. Una inundación es el aumento acelerado del nivel de agua a lo largo de un río. Ocurren con gran rapidez generando caudales a gran velocidad Que arrasan lo Q.Ue encuentran a su paso. Ademís, pueden producir rompimientos de estructuras de control como por ejemplo las presas. También, pueden ocasionar el desgajamiento de laderas Que pueden generar represamiento de aguas, así como el colapso tota l de los sistemas de alcantarillado pluvial en las ciudades (Berga. 2006). Por ejemplo, el área metropolitana de Monterrey (AMM) se ha desarrolk1do en ambas mírgenes del río Santa Cata rina,y a través de su historia se ha visto afectada por inundaciones (González, 1973). A pesar de no encontrarse cerca de la costa es azotada eventualmente por huracanes, Que han dejado incalculables pérdidas humanas y materiales, tal es el caso del huracán Gilberto ocurrido en Septiembre de 1988, el huracán Emi[y en 2005 y rnís recientemente el huracán Alex. Una manera de contener los escurrimientos pluviales provenientes de zonas de montañas (caso del AMl\tl), es a través de estructuras reguladoras como las presas. En particular. el tipo de presas construidas para este íln son las llamadas Presas Rompe Picos (PRP), las cuales están diseñadas para regular la crecida disminuyendo el pico del hidrograma. 1 Departamento de Hidráulica del Instituto de lng. Civil.' Centro Internacional del Agua. Facultad de lngenier/a Civil de la UANL, Av. Universidad s/n Ciudad Universitaria. San Nicolás de los Garza C.P. 6645 1 Nuevo León. México. aferrino@prodigy.net.mx. victor.guerracb@uanl.edu .111x. joseluisbruster@prodigy.net.111x. gdelira@prodigy.net.mx. rcavazos@fic.uanl .mx CIEN CIA FlC N o .l ENERO - JUNI O 2010 --■ �CONTROL DE INUNDACIONES EN ZONAS URBANAS. CASO DE ESTUDIO: l'RESA ROMl'E l'ICOS "CORRAL DE !'ALMAS' UB ICADA EN SANTA CATARINA. NUEVO LEON (ME XICO l. _ _ _ Por otro lado. debido a la posición geográfica del AMM y a los fenómenos mencionados. se construyó una PRP sobre el río Santa Catarina con la finalidad de amortiguar el pico de las avenidas provocadas por eventos asociados a huracanes. El objetivo principal de los autores es dar a conocer la información sobre el diseño y construcción de la PRP. así como el comportamiento de la misma durante el evento ocasionado por el huracán Emi!), de 2007. 2. METODOLOGÍA El río Santa Catarina se origina en la Sierra Madre Orienta l en los cañones de la Purísima. el Álamo y San juan Bautista en el estado de Nuevo León (Figura 1). El río corre por un cañón con dirección Noroeste, hasta las proximidades de Santa Catarina , de la cua l torna el nombre. En este punto cambia bruscamente de dirección hacia el Sureste pasando por la Ciudad de Ntonterrey hasta su confluencia con el río San juan. El río Santa Catarina pertenece a la cuenca del río San luan en la región hidrológica RH-24. El área de la cuenca hasta la salida del cañón de la Huasteca tiene una superficie aproximada de 1.050 km2 y hasta la estación hidrométrica Cadereyta 11 1,804.7 km2 , tiene una pendiente media de 39.75 %. El río principa l tlt!}'e a través de una longitud de 158.4 km con una pendiente media de 0.9 %. La precipitación media anual en la cuenca varía entre 400 y 800 mm de lámina de agua. soo o soo 1 ooo 15 00 2000 2500 Kllometim l!!!!!!!!!!liiiiiiil!!!!---------------f iguro 1. Zona de esllldio ríoSantoCotarina. Con respecto a las lluvias máximas en 24 h ocurridas durante el huracán Gilberto, datos oficia les de la CONAGUA (Comisión Nacional del Agua) registraron en k,s estaciones climatológicas Las Camitas. El Pa¡onal. La Cruz y Agua Blanca lluvias del orden de 3 58. 3 26. 280 y 485 mm respectivamente. Así mismo. las estaciones Laguna de Sánchez y San losé de las BoQ.uillas registraron lluvias de 345 y 260 mm, todas estas dentro de la cuenca del Río Santa Catarina (Figura 2). • --- CIENCIA FJC N o.1 ENERO · JUN IO 2010 ,.:,¡; . •'• �fERRINO- f l ERRO. GUERRA COBIAN. ~ RUSTER-fLORES . DE LIRA- REYES. CAVAZOS-GONZALEZ ,.:,¡; • • ''4 Huracan Gilberto 500 400 300 200 100 o las El Pajonal la Cruz ( omitas Agua Bla nca lagu na de la Boq uilla Sánchez ■ P recipitación (mm) Figura 2. Precipitaciones extremas enla cuenca del rio Santa Calorina. El objetivo específico de la presa es amortiguar las crecientes {disminuir los picos de las avenidas) provocadas por huracanes o lluvias de alta intensidad, con lo cual se pretende mitigar los daños a la población, y evitar inundaciones en el Al'vlM. De acuerdo con la geología del lugar y aprovechando las paredes naturales del cañón, se diseñó una cortina de tipo piramidal con una profundidad de cimentación de 40 my 70 m de altura de pared o cortina, base de 25 m de ancho y 240 m de corona. Cuenta con un dueto bajo rectangular de 6 m por lado Q.Ue regulará las avenidas de mediana intensidad hasta de 860 m3s· 1 y un vertedor de 60 m de ancho en su parte alta Que permitirá regular el flujo hasta de 3,400 m3s· 1 en conjunto. La pared aguas arriba se construyó a base de precolados. y en la pared aguas abajo un talud escalonado de 60 cm de peralte. Esta cortina tiene la capacidad de retener hasta 90 millones de metros cúbicos. La construcción de esta obra se programó en 2 etapas, la primera consistió en la cimentación de 40 m de profundidad considerando la capacidad de soporte del estrato inferior. iniciando en mayo del 2002 y finalizando en marzo del 2003. La segunda etapa. fue la construcción de la pared de la cortina de 70 m de altura iniciando en marzo del 2003 y finalizando en junio del 2004, siendo 26 meses la duración total de la construcción de la presa (DYCUSA. 2005). En la etapa de construcción se presentaron diferentes problemáticas, tales como rocas de gran tarmño en la excavación, las cuales tuvieron Q.Ue ser demolidas a base de explosivos, reubicación de un acueducto de 24" de diámetro y la red de energía eléctrica existente, pero la problemática más importante, fue el surgimiento de aguas subálveas así como la inundación provocada por el hurac'Ín Keith, en plena exc1vación utilizándose eQ.uipos de bombeo de gran capacidad para su desalojo y control. En la construcción de la PRP se utilizó concreto compactado con rodillo (CCR). debido a su mayor rapidez de colocación, bajo calor de hidratación. menor costo Q_ue los concretos convencionales y fácil fubric1ción. Sin embargo. este tipo de concreto re~1irió de un estricto control de la calidad para asegurar Q.Ue k1s resistencias reales fueran las esperadas. Así mismo se puso especial intención en todos los aspectos de unión con los CIENCIA flC N o .l ENERO - JUNIO 2010 --■ �CONTROL DE INUNDACIONES EN ZONAS URBANAS. CASO DE ESTUDIO: l'RESA ROMl'E l'ICOS "CORRAL DE !'ALMAS' UB ICADA EN SANTA CATARINA. NUEVO LEON (ME XICO l. _ _ _ demás elementos integrantes de la cortina para evitar las grietas entre ellos por ser elementos con diferentes módulos de elasticidad, utilizando para esto concreto convencional de resistencia especial Que funcionó como un elemento de unión. La planeación de los procedimientos de construcción, así como la maQ.uinaria utilizada para la fabricación, traslado y vaciado del concreto. hicieron posible llegar a una colocación de 4,500 m3 por día. Otro de los aspectos utilizados en la construcción de esta presa fueron los sistemas de cimbra deslizante en la construcción del vertedor. los cuales se modularon en 6 tramos de I O m de ancho con colados continuos de concreto por espacio de 48 h. estas cimbras estaban eQ.uipadas con bombas hidráulicas Q.Ue permitieron su propia elevación del sistema, lo Q.Ue permitió cumplir con los programas establecidos. 3. RESULTADOS La avenida de diseño de la presa tiene las características de un tiempo pico de 4.30 h. gasto pico de 5943 m s· 1 y tiempo base de 3 1 h y esta responde a un análisis de frecuencias cuyos datos contemplan el generado por el huracán Gilberto. 3 En la Figura 3 se presentan las graflcas del hidrograma de entrada y salida al funcionar la presa , la curva de capacidades área, así como la ley de descargas al conjugarse el orificio bajo y vertedor. La descarga máxima de la presa por sus obras de excedencia es de 3400 m3s· 1, lo cual indica Que reduce el gasto pico en un 43 % y lo retarda alrededor de 12 h. INFORMACIÓN DE DISEÑO Y FUNCIONAMIENTO DE LA PRESA GRAFICA OEGASTOvs.. TIEMPO - GASTOS vs. ELEVACIONES ,00000 910.00 '' 500000 g 400000 ~ i ~ ) 000 o 20000 ..... 60000 80000 5 - -_.....,,_____ / 100000 z~ ''°'°° § $&0.00 '\. .... ~ 300000 ,00000 100000 ...... ...... HIOIOGRAMA OUNTitAOA - ...... 120000 0..00 HIOflOGAAMA OESAUIM l000.00 1SOO.OO 2000.00 2S00.00 M0.00 no.oo i - - - - - - - - - - - : : : : = - - - - no.oo ..... ¡::t--~-==,. . :::_'---------_.,..,.! ! ..... / ---H0,00 w ...... ¼ 7 " " - - - - - - - - - - - - 940,00 - - ~ - - ~ - - ~ - ~ - ~ ...... ... . ... S00.00 / ANAUSIS DE DATOS DE ALMACENAMIENTO 040.00 i ---- ----- ./ GASTO DE OUCARGA ANALISIS DE DATOS DE ALMACENAMIENTO :i: -- 810.00 TIEMPO {seg} - .,,.. ,00.00 t0.00 .0.00 .0,00 100.00 1.19.00 YOWMEN IMMlt O AIIEAO(ll'llt Figura 3. Funcionamientohidráulico delo PRP para el evento del huracán Emily. • --- CIENCIA FJC N o.1 ENERO - JUN IO 2010 3000..00 ,.:,¡; . •'• �fERRINO- f l ERRO. GUERRA COB IAN. ~ RUSTER-fLORES . DE LIRA- REYES. CAVAZOS-GONZA LEZ ,.:,¡; • • ''4 4. CONCLUSIONES Este tipo de obras hidráulicas son poco comunes por su elevado costo y funcionamiento solo en grandes eventos extraordinarios, no almacenan agua para ningún uso solo la retienen temporalmente para reducir el pico de las crecientes (Figura 4). pero cuando las zonas urbanas Que protegen son tan grandes y motores de desarrollo de un país o región es importante Que se vea como una inversión de seguridad a la comunidad y no como un gasto excesivo. El costo total de esta obra fue del orden de 46 millones de dólares, un costo Que va le la pena. ya Que se han invertido mayores cantidades a lo largo de la historia de esta zona urbana en remediación de daños por inundaciones. -~ - - -- -, .. _. .. r ~--...... ...... wf~ ~ ._... ' .. ' " ....... .-:-, 1 Figura 4. Visto aéreo de la PRP Corral de Palmos después del evento del huracán Emily. Finalmente. la presa cumplió con su objetivo ya Que el 20 de julio del 2005 ocurrió el huracán Emi!), con trayectoria semejante a Gilberto, pero este huracín no se presentó con la intensidad de lluvia reQuerida para hacer funcionar el vertedor y solo se reguló alrededor de 10,000,000 m3 , haciendo descargar la presa sólo por el dueto inferior, regulando la creciente y mitigando totalmente los riesgos de inundación en la AMM. En la Figura 3 se observa una imagen de la presa horas después de este evento. REFERENCIAS l. 2. 3. Berga, l. (2006). "El papel de los presos en la mitigación de los inundaciones. The role of doms in flood mitigotion". Revisto Ingeniería Civil, CEDEX, ISBN 0213-8468, Edición N° 144, pp. 7-13, Enero 2007. Desarrollo yConstrucciones Urbanos, S.A. DEC.V. (DYCUSA), http://www.dycusa.com/ consulta realizadaennoviembre de 2007. González, G. R. (1973). La lluvia en Monterrey, Nuevo León. Estudio cronológico yprobobílistico. Boletín bimestral de la división de ciencias agropecuarias ymarítimas de ITESM. 147: 1-7. CI ENCIA FlC No.l ENE RO - JUN IO 2010 --■ �EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS l'ARAMETROS REOLOGICOS DE MORTEROS PARA H ORM IGON '> AUTOCOMPACTANTE. ~~,, ------------- EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS REOLOGlCOS DE MORTEROS PARA HORMIGON AUTO COMPACTANTE. J. RONCER0 1.B. BARRAGÁN2 Y R. ZERBIN0 3 RESUMEN La temperatura ambiental puede alterar significativamente el comportamiento, en fresco, del Hormigón Autocompactante (HAO y, por tanto, afectar la calidad durante la producción. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio experimental en el que se evaluó el efecto de la variación de la temperatura dentro de un amplio intervalo (10-40º (), sobre las propiedades del mortero en estado fresco Para ello se tomaron como referencia las proporciones de los materiales componentes empleadas para preparar HAC. La evaluación contempla el análisis de los parámetros reológicos básicos (tensión umbral y viscosidad) y ensayos ingenieriles (mesa de sacudidas modificado). Los resultados muestran una gran influencia de la temperatura, tanto en la viscosidad plástica, coma en el valor de la tensión umbral, lo que permite concluir que su efecto no debe despreciarse ala hora de producir HAC. 1 INTRODUCC IÓN Al igual Que en el hormigón convencional, en el hormigón autocompactante (HAC) la temperatura, el tiempo de espera y las condiciones en las Que se mantiene el material durante ese tiempo de espera {reposo o agitación), afectarán significativamente la trabajabilidad o autocompactabilidad del hormigón. Al estudiar los efectos de estos parámetros. conjunta o separadamente, se observó una notable iníluencia de dichos condicionantes sobre diferentes tipos de HAC (Zerbino et al., 2006). Es habitual Que, debido fundamentalmente a los distintos tipos de cementos, adiciones y aditivos Químicos Q.Ue pueden emplearse en la fabricación del hormigón, no pueden generalizarse los diferentes comportamientos recogidos en la bibliografía, siendo necesario realizar evaluaciones en función de los materiales con los Que realmente se trabajará. En este sentido, los ensayos sobre morteros representan una herramienta sencilla para poder eva luar rápida y efectivamente la respuesta de las diferentes combinaciones. Los efectos de la temperatura sobre la tensión umbral y la viscosidad de los morteros, y la iníluencia del tipo de cemento y superplastificante, han sido estudiados anteriormente; por ejemplo se ha verifkado una importante iníluencia de la temperatura sobre los parámetros reológicos, incluso mostrando resultados ambiguos para diferentes combinaciones superplastifica nte-cemento (Golaszewski, 2006 ). A partir de otros estudios (Hammer y Wallevik, 200S) surgió Que no se debe esperar Que la consistencia de una pasta esté directamente relacionada con la del hormigón obtenido con la misma, sin embargo es de esperar una mejor correlación entre los parámetros reológicos del mortero y del hormigón elaborado con el mismo conjunto de materiales. ' BASF Construction Chemicals Espal'!a S.L.. ' Opto. de Ingeniería de la Construcción. Universitat Politecnica de Catalunya. Espana. 'CONICET-LEMIT-Facultad de Inge niería UNLP. La Plata. Argentina. ■--- CIENC IA FJC N o.J ENERO - JUNIO 2010 �J. RONCERO. B. BARRAGÁN Y R. ZERB INO ------- Si bien la potencia de las medidas reológicas obtenidas mediante viscosímetros es indiscutible (aún con la variabilidad Que existe entre los resultados de diferentes e~tipos). los ensayos ingenieriles resultan de gran interés práctico, ya ~•e muchas veces brindan valores posibles de ser relacionados con los parámetros reológicos básicos. como lo son la tensión umbral y la viscosidad plástica. En este trabajo se estudia k, influencia de la temperatura, el transcurso del tiempo y las condiciones de mantenimiento. sobre la fase mortero de dos mezclas de HAC. Cabe notar ~•e sobre dichos hormigones se realizaron estudios eQ!Jivalentes, Que se presentan en forma paralela (Zerbino et al., 2008). trabajando con va lores de temperatura similares y los mismos tipos de materiales componentes. Entre los resultados se incluyen los parámetros reológicos obtenidos mediante un reómetro y se analizan conjuntamente con el comportamiento observado en el ensayo de la mesa de sacudidas. pero, en este caso, sin imprimir golpes. De manera general. se ha observado Que la temperatura ambiental y de los materiales tiene una gran influencia sobre las propiedades en fresco del mortero y especialmente sobre su evolución en el tiempo; Que los parámetros reológicos varían significativamente en el tiempo por el efecto de la temperatura y Que la presencia de agitación modifica las propiedades en estado fresco. 2 DETALLES EXPERIMENTALES Los morteros fueron preparados empleando los mismos materiales y tomando en consideración las proporciones utilizadas en dos HACs (Zerbino et a l.. 2008). Según se indica en la Tabla 1. estas mezclas difieren básicamente en el tamaño ITTÍXimo del árido utilizado. Se emplearon áridos calizos de machaQueo, cemento CEM 14 2. 5 Ry dos superplastifica ntes diferentes, ambos de base polica rboxilato, designados como SP 1 (Glenium C3 55) y SP2 (Glenium C303 SCC). La principal diferencia entre ambos aditivos radica en ~•e mientras SP 1 es un superplastificante puro, SP2 incorpora en su formulación un aditivo modificador de viscosidad (cohesionante) con el fin de mejorar la estabilidad frente a segregación y/o exudación. Conforme muestra la Tabla 1. para fabricar los HAC se había empleado una mezcla de dos arenas de tamaños 0-2 mm y 0-4 mm en las proporciones 64 %y 36 %, respectiva mente. La granulometría de dichas arenas y la curva compuesta se muestran en la Figura 1. Para realizar los estudios sobre morteros. las arenas se mezclaron en la proporción indicada y. posteriormente, la mezcla se tamizó con un tamiz de 2 mm. ya Q!Je es el tamaño ITTÍXimo de partícula Que admite el reómetro. Tabla l. Proporciones(kg/m3) de los hormigones (Zerbino et al. 2006) empleados como referencia poro preporor losmorteros. Tipo deHormigón HAC-12 HAC·20 CEM 142.SR 362 334 Filler 109 l 00 Areno 0·2 mm 71O 602 Areno 0·5 mm 398 337 Gravo5·12mm 526 447 Gravo l 2·18 mm Aguo CIENCIA FlC 328 181 No.l 167 ENERO - JUNIO 2010 ~;i, �EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS l'ARAMETROS REOLOGICOS DE MORTEROS PARA H ORM IGON '> AUTOCOMPACTANTE. ~~,, 100 .. "" •• 90 80 .. .. 70 ¡ • 60 ,!. 40 , Lirrite superior EHE •. ... • ....._ Arena 0-2mm ·.• _,._ '• .. ....._ Arena0-4mm '•'· compuesta •. •. '·•. •. • Q. :, ------------- 50 CT 30 10 •. • •. •. •.•. .' 20 • .. Limite infenor EHE • · •• -.•. . o 4,000 2,000 1,000 0 ,500 0,250 0 ,125 0,063 Tami ces UNE-EN 933-2 Figura l. Distribución granulométrico de los arenas poro fabricar los morteros. Tablo 2. Composiciónde los morteros {kg/ m3). CEM l 42.5R Mezclode Arenas 0·2/ 0·5 mm con 0 < 2 mm filler 527 1449 Aguo Superplostificonte 255 {o/c= 0.48) 11 {sp/c = 2.09%) 158 Para evaluar los parámetros reo lógicos de los morteros se empleó un reómetro Viskoma t NT de Schleibinger, con control de temperatura mediante recirculación de agua. La Tabla 2 muestra la dosificación de los morteros obtenida con base en la de los hormigones indicados en la Tabla 1, considerando la fracción de las a re nas menor Q.Ue 2 mm. Se adoptaron corno temperaturas de ensayo las de I O, 20, 30 y 40 °C. Los materiales se mantuvieron 24 horas a la temperatura de ensayo, previo a la realización de los mismos. Los morteros se prepararon a la temperatura ambiente y, una vez fabricados. se mantuvieron a la temperatura reQ.uerida en nevera o estufa. según procedía. Se evaluó la evolución. durante 60 minutos, de las propiedades en fresco, considerando dos situaciones diferentes: agitación constante y reposo. Los morteros mantenidos en reposo fueron agitados durante I minuto, antes de cada medida. La íluidez se determinó empleando el método de la mesa de sacudidas (UNE 83811 ). midiendo el diámetro medio del mortero una vez levantado el cono. con la diferencia de Q!Je el mortero no fue compactado ■--- CIENC IA FJC No.J ENERO - JUNIO 2010 �J. RONCERO. B. BARRAGÁN Y R. ZERB INO ------- ~;i, mediante golpes, como se describe en la norma. Los resultados se expresan como porcentaje de consistencia, tal y como indica la norma. En los ensayos con el reómetro, el mortero se somete a una velocidad de giro creciente , hasta 150 rpm en 3 minutos; donde, adernís, se consigue estabilizar la temperatura mediante recirculación de agua. La medición de los parámetros reológicos se realizó empleando la rampa decreciente, cuya duración es también de 3 minutos. Todas las determinaciones, tanto la mesa de sacudidas como los parámetros reológicos, se realizaron al finalizar el mezclado, a los 30 y a los 60 minutos. 3 RESULTADOS Y DISCUSION 3.1 Lo consistencia Los resultados de consistencia obtenidos con la mesa de sacudidas, para los dos superplastificantes estudiados y su evolución en el tiempo, se muestran en la Figura 2. Es posible observar Q.Ue, con ambos aditivos, se da el fenómeno de refluidificación a bajas temperaturas, siendo mís acusado en presencia de agitación, especialmente a 20º C. Este fenómeno se manifiesta por un aumento de la consistencia del mortero, especialmente durante los primeros 30 minutos después de su fabricación y esto se atribl!}'e a una lenta adsorción del aditivo superplastificante sobre las partículas de cemento. En los morteros preparados a 10º C se mantiene la fluidez, aún a los 60 minutos. mientras Q.Ue los expuestos a 20º C comienzan a perder fluidez luego de 30 minutos. También se aprecia Q.Ue la fluidez a I Oº C fue menor Q!.Je a 20º C, lo Q!.Je resulta consistente con las observaciones de otros autores (Pellerin et al. 2005) y con los resultados sobre HACs elaborados con el mismo tipo de materia les (Zerbino et al., 2008). Por encima de los 20º C, la consistencia inicial se mantiene prácticamente constante. A temperaturas superiores a los 3 Oº C no se observa el fenómeno de refluidificación y los morteros experimentan, como era de esperar, una notable pérdida de consistencia con el tiempo. En general, en presencia de agitación constante, la pérdida de consistencia es mucho mayor Q!.Je en el caso de los morteros Que se mantienen en reposo; este hecho ha de tenerse en consideración para el uso y la aplicación del HAC. 3.2 Los parámetros reológicos Los parámetros reológicos se evaluaron al mismo tiempo Q.Ue la consistencia. La Figura 3 muestra el efecto de la temperatura en el comportamiento reológico de los morteros preparados con los dos superplastificantes, justo después de su fabricación. Se observa Que la temperatura influye significativa mente en la viscosidad plástica (relacionada con la pendiente del gráfico momento torsor-velocidad), sin afectar tanto la tensión umbral (relacionada con la ordenada en el origen). Estos resultados siguen una tendencia similar a la anteriormente observada sobre los HAC (Zerbino et al. , 2006 y 2008). CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS l'ARAMETROS REOLOGICOS DE MORTEROS PARA H ORM IGON '> AUTOCOMPACTANTE. ~~,, 300 300 - - 250 l., SP1 , sin agitación - - SP1 , con agitación 250 200 ., ·¡; 200 ! ·¡; ..¡"' ..¡"' 150 150 ·~ 100 ·~ 100 50 so o u o u o o 1o·c 20"C 30"C 40' C 10"C 300 - - ~ l 200 200 ro ·:::; V ..¡"' e 111 150 e o u SP2, con agitación 250 ~ V, 40•c 30"C SP2, sin agitación - - 'o .."' 20"C 300 250 2: ------------- 150 ·~ 100 100 o u so so o o IO'C 20'C 30'C ■ Inicial [Sj 30 min 2o·c 10' C 40'C O 30'C 40' C 60 min Figura 2. Evolución dela consistencia de los morteros, en funciónde la temperatura de ensayo, enpresencia onode agitación ydealgúntipode superplastificante. 120 ~ - - - - - - - - - - - - - -~ 120 ~ - - - - - - - - - - - - -~ SP1 SP 2 ~ ~ ~ E ~ s z 80 L.. L.. o(1) o I!! o .... ~ o 1- -o ~ C! Q) E o 80 ~ C! cu 40 g ::= 40 ::= o 25 50 75 100 125 o 150 25 Velocidad (rpm) 50 75 100 125 Velocidad (rpm) Figura 3. Curvas del momentotorsor vs. la velocidadde giro de los morteros fabricados con los superplastificantes SPl y SP2, justo después de sufabricación. ■--- C I EN C IA FJC No. J EN ERO - JUNIO 2010 150 �J. RONCERO. B. BARRAGÁN Y R. ZERB INO ------- ~;i, En la Figura 4 se muestra. a modo de ejemplo, la evolución durante 60 minutos de la respuesta reológica del mortero preparado con SP I y sometido a de agitación constante. Se aprecian pocos cambios a I Oº C, con ligeras modificaciones en los parámetros reológicos durante la primera hora ; a los 20ºC se verifica un incremento de la viscosidad y de la tensión umbral entre las curvas obtenidas a 30 y a 60 minutos, mientras Q.Ue en los expuestos a 3 O ó 40º C se verifica un cambio substancia I en las medidas del reómetro. Una rápida observación permite verificar Que el efecto de la temperatura en las propiedades en estado fresco es notable, tanto en la consistencia (Figura 2) como en los parámetros reológicos. Como era previsible, el efecto fue mís significativo a altas temperaturas. Para facilitar el análisis, en las Figuras 5 y 6 se representan con base en las curvas del momento torsor vs. la velocidad, obtenidas mediante el reómetro. para los morteros con SP I y SP2 respectivamente. la evolución de la ordenada en el origen (relacionada con la tensión umbral) y de la pendiente (relacionada con la viscosidad plástica). Considerando cada mortero, se observa poca variación en el tiempo de la ordenada en el origen. durante los primeros 30 minutos, en especial, en los morteros a menor temperatura. Posteriormente, el valor se modifica a medida Que pasa el tiempo y a mayor temperatura. Tarrbién se verifica el efecto significativo ~Ie tiene la agitación sobre la viscosidad. Se aprecian diferencias importantes en la pendiente de las curvas momento torsor vs. velocidad. cuando se las compara con los mismos morteros mantenidos sin agitación. Sin embargo, como también lo muestran las Figuras 5 y 6, la agitación no iníll!}'e de forma tan marcada en la ordenada en el origen (tensión umbral), confirmando los resultados obtenidos a nivel de HAC (Zerbino et al. 2006 y 2008). El fenómeno de reíluidificación indicado por un aumento de consistencia de los morteros durante los primeros 30 minutos, Que fuera especialmente observado cuando el material fue expuesto a baja temperatura, se puede relacionar. en el nivel reológico, con una disminución de la tensión de corte umbral. El efecto se observa con claridad en los morteros con SP2 mantenidos con agitación a I Oº C. 1.20 120 SP1 con ag,ítaciólll SP1 con agitación 20° e 100C 'zª' ~ "f E 80 z 'o "''{?. ~ '- o o to V, '- -i E o 80 ~ -o e ~ 40 40 o ~ :E o o o 25 50 75 100 Velocidad (rpm ) 125 o 150 CI ENCIA FlC 25 50 75 100 125 150 Velocidad (rpm) No.l ENE RO - JUNIO 2010 --■ �EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS l'ARAMETROS REOLOGICOS DE MORTEROS PARA H ORM IGON '> AUTOCOMPACTANTE. ~~,, 120 ------------- 120 SP1 con agitación 40º e SP1 con agitación 300 e ........ ........ E ~ - E E o - ~ 1- z 80 z .... ~ o ~ f!? o -i o 'E ~ 80 Q 40 inicial ~ o ~ 40 ~ o 25 50 75 100 125 o -+----.----,--.--.--....----.----,----,----,-..--....----r-' o 25 50 75 100 125 150 150 Velocídad (rpm) Velocidad (rpm) Figura 4. Curvas del momentotorsor vs. la velocidadde giro del mortero fabricado conelsuperplastilicante SPl a l O, 20, 30y40º Cysuevolución durante 60 minutos. Comparando morteros expuestos a diferentes temperaturas, se observa Q_Ue la ordenada al origen tiende a disminuir entre I Oy 40 ° C. En general, no se encontraron marcadas diferencias entre los dos aditivos empleados; sin embargo, mientras la pendiente inicial de las curvas es similar en los morteros con SP 1 (crece ligeramente a 40 °C sin agitar y posee un mínimo para 20 °C agitado, (Figura S) esta muestra una tendencia creciente con la temperatura en los morteros con SP2 (Figura 6 ). En síntesis, los resultados confirman Q.Ue la temperatura constitl!)'e un factor @e puede incrementar cierta variabilidad en k1s propiedades de morteros y HAC. Los carrbios durante la primera hora parecen ser menores a temperaturas intermedias, en este caso. 20 ° C. Para temperaturas más elevadas, se encontraron valores de tensión umbral decrecientes y niveles de consistencia y viscosidad similares; sin embargo, dichas propiedades se modifican rápidamente a lo largo del tiempo; en especial. si las mezclas se mantienen agitadas. En el otro extremo. a bajas temperaturas puede ocurrir una refluidificación Q_Ue se contrapone a la pérdida de fluidez típica de las mezclas con cemento portland. La influencia de ambos fenómenos no es independiente del estado de agitación y. consecuentemente, también es previsible una mayor variabilidad a bajas temperaturas. 2a, .g, 0.6 35 SP1 stn agitación 30 - o a, ai 0,5 e: a, 0,4 "' -o ta 0,3 !ii E 40 ~ - - - - - - - - - - - - - - - ~ 0,8 ~ - - - - - - - - - - - - - - - ~ _ _ SP1 sin ag itación _ 0,1 - ~ 25 - - -O 20 m - S: 15 0,2 10 e: 0,1 5 2 o o 1oo e 20ºC ■--- 30" e 40ºC CIENC IA FJC No.J 10• e ENERO - JUNIO 2010 30°C 40°C �J. RONCERO. B. BARRAGÁN Y ------- ~;i, 0,8 ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ 40 SP1 con agitilclón _ 35 --.. R. ZERB INO e SP1 con .igílilción 0,1 4) 30 .g10,6 e 25 .:; (J,5 e: o <11 :¡; .. cu 0,4 ,: 20 °al"'e: .:; 15 J:. ~ 10 0,3 0,2 ~ c: O, 1 - 5 o o 4o•c I 10°c 20ºC 30• e 40ºC ■ inicial~ 30 min □ 60 min 1 Figura 5. Evoluciónen el tiempo de loordenado en el oñgen y de lopendiente de los curvos del momento torsor vs. lo velocidad de giro de morteros fabricados con SPl. 0,7 0,7 .."' . SP2 sin agit3ción "2 06 - - ·e 0.5 o w -- - - -- - - ., ... ...e "O .. "O e, ·e 0,5 o w 0,4 "' .,"'e 0,2 .,e e 0,4 0,3 "O 0,2 "O ... l. ~ 01 e ~ 0.1 e o o 100C 20°C 30°C 100C 40ºC 25 15 ii .e, to 30ºC SP2 con agit.-ción SP2 sin agitación ii 20ºC 25 20 s SP2 con agitación e., o.s 20 .21 e a, ,:, ~ 15 .,e -a. . ¡; .t:. 5 5 o 1 n• r. o ?ílºr. ~n• r. 4n• r. 1 10ºC 20°C 30°C ■ inicial ISl 30 min □ 60 min 1 Figuro 6. Evoluciónen el tiempo de lo ordenado en el origen y de lopendiente de los curvos del momentotorsorvs. lo velocidad degiro de morteros fabricados con SP2. CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS l'ARAMETROS REOLOGICOS DE MORTEROS PARA H ORM IGON ,, AUTOCOMPACTANTE. ~~,, 4 ------------- CONCLUSIONES Se estudió el efecto de la temperatura y de las condiciones de mantenimiento, durante la primera hora, en el comportamiento reológico de morteros característicos de HAC. Dentro del intervalo de los parámetros, los materiales y las va riables estudiadas, se pueden extraer las siguientes conclusiones: - La temperatura ambiental y la de los materiales tiene una gran influencia sobre las propiedades, en fresco, del material y especialmente sobre su evolución en el tiempo. En este sentido, las temperaturas bajas ( < 20 °C) pueden favorecer fenómenos de refluidificación ~Ie pueden justificarse, con base en una menor velocidad de adsorción del aditivo superplastificante sobre las partículas de cemento. Las temperaturas altas(> 30 °C) pueden aumentar la fluidez inicial, pero favorecen la pérdida de movilidad con sus consecuentes implicaciones prácticas, de gran relevancia para el HAC. - Los efectos se verificaron tanto en determinaciones de tipo ingenieril (ensayo de consistencia) como en la respuesta reológica (reómetro). Los parámetros reológicos variaron significativamente en el tiempo, conforme con la variación de temperatura. Tanto la viscosidad plástica como la tensión urrbral aumentaron durante la primera hora, aunQ.ue en los primeros 30 minutos, el efecto sobre la viscosidad fue mís notorio. - Las condiciones de mantenimiento de las mezclas influyen significativamente sobre las propiedades en estado fresco. Se encontró Q.Ue, en especial, la viscosidad plástica se modifica en mayor medida cuando los morteros se someten a agitación periódica. 5 AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el soporte brindado a través del proyecto de investigación "Habitat 2030. l\ilateria les y componentes" (PSS 11 -2005. PSE-380000-2006-4, PSE-380000-2007- 1) financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia. Referencias l. G0LASZEWSKI, J. (2006). Effect of temperature on rheologicol properties of superplosticizedcement mortors, en ACI SP 239, pp. 423·440 2. HAMMER T.A. y WALLEVIK, J.E. (2005). 0n thecorrelotions between rheology of poste, morlor ondconcrete, en Proc2nd North American Conference on !he Design ond Use of Sell· ConsolidotingConcrete ond 4th lnt RILEM Symposiumon Self{ompocting Concrete, Ed. S.P. Shoh,. pp615-620. 3. ZERBIN0, R., AGULLÓ, L., BARRAGÁN, B., GARCIA, T. yGETTU, R. (2006). Corocterizoción reológica de hormigones outocompoctobles, ed. Dept. lngenierío de loConstrucción, Universitol Politécnico de Cotolunyo. ISBN: 84'87 691·4(J.4. 4. ZERBIN0, R., BARRAGÁN, B., GARCIA, T., AGULLÓ, L. yGETTU, R. (2008). Efectos de lotemperatura sobre los parámetros reológicas ypropiedades ingenieri· les del hormigón outocompoctonte, en Proc l er Cong Español sobre Hormigón Autocompactante. 5. PELLERIN, B., MAITRASSE, P.y MICOLUER, S. (2005). lmproving consistency of SCC rheologicol behovior by meons of appropñote odmixturization, en Proc 2nd North American Conference on !he DesignandUse of Self-Consolidoting Concrete and 4th lnt RILEM Symposium on Sell-Compacting Concrete, Ed. S.P. Shah,. pp. 17-23. ■--- CIENC IA FJC No.J ENERO· JUNIO 2010 �.. C.A. CHARLES-CRUZ ,.:¡¡¡_ ' STABILITY CHARACTERL STICS OF HYDRAULICALLY PLACED MI N E TAILLNG S AND POWER STATION FLY ASH C.A. C HARL ES-CRUZ RESUMEN Las partículas de desecho, dentro de los intervalos de tamaño de limo fino, tienenunadisposiciónfinalen la que frecuentementese mezclancon agua para formar un lodo que se bombea adepósitos donde ocurre losedimentaciónde los sólidos. El 'suelo' que resultode esto operación tiene uno estructura muy suelta, que lohace dificil extraer muestras yrealizar pruebas. Existe uninterés diverso en elcomportamiento de estos materiales, por ejemplo, para el desarrollo posteriorde áreas en los que se encuentrandepositados. Este artículo describe la preparaciónde muestras muy sueltos de cenizo volante yde jales de minería de lo producciónde fluorita, enun intento por replicar loestructura de los rellenos depositados hidráulicamente. También se presentanaquí resultados parciales del programa de pruebas trioxiales realizadas en estos materiales. Se describen los dificultades de lo preparaciónde los muestras, así como de lo medición del e . Se discute el uso del índice '" cierto adaptaciónpara de dilotoncio propuesto porBolton (1986) poro describirelcomportamiento de estos depósitos yse concluye que podría n"'ecesitar su uso en estos materiales. Elmaterial presento diversos grados de inestabilidadcuando se sujetoa cargos nodrenados, locual puede dependerdelnivel de esfuerzos normales, de loformo de los partículas yde lodistribuciónde los tamaños. Palabras clave: rellenos hidráulicos, licuación, dilotancia, índice relativo de dilotoncio. ABSTRACT Fine silt·sized waste porticles are often disposed of by beingmixed with water, pumpedtoovoidand ollowedto sediment. The resulting 'soil' has o very loose structure which makes it difficult to sompleond test. There is interest in the behovior of these moteriols, e.g. forredevelopment. This poperdescribes thepreporationof very loose samples of pulverized fuelosh ondminetoilings fromfluorspar production, in anoltemptto replicate the structure of hydraulicallydeposited fills. The preliminaryresults of trioxiol tests are olso presented. Difficulties in somple preporation ond meosuring emax are described. The use of Bolton's (1986) relotive dilotoncy indexto describe the behovior of suchdeposits is discussed and it is concluded thot it moy need adoptingfor use with these moteriols. The moteriols display vorying degrees of instability in undrainedlooding thot moy be dependent on stress level, ondparticle shope and size distribution. Keywords: hydraulic fills, liquefaction, dilotancy, relotive dilotoncy index. INTRODUCCIÓN Hydraulicalty placed fllls are a common form of disposal for industrial operations that generate large amounts of flne-grained inert solid waste. Such wastes are mixed with wa ter. and pumped as flowable slurry into impoundments. An inherent characteristic of the freshty sedimented material is its very open and loose structure. School ol Civil Engineering. Autonomous Uni,-ersity of Nuevo Leon. Mexico (FIC-UANL) Researcher ol the National Researchers Systems-Candidate Level Member of the Concrete Technology A:ademic Body (FIC-UAN L) CI ENCIA FlC No.l ENE RO - JUN IO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS AND POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ lnterest arises in the behavior of these very loose deposits both when eva1Lk1ting the stability of impoundment facilities, and when considering the redevelopment potential of disposal siles. For this reason, there is great interest in the classifkation, shear strength and compressibility behavior of such fills. This paper presents the results of index and triaxial tests on two hydraulical!)t placed fill materia Is: calcium íluoride (íluorspar) mine tailings from Glebe IVline, Chesterfield. Derbyshire and pulverized fuel ash (PFA) from Skelton Grange, Leeds, West Yorkshire. These materia Is were selected as representing two extremes of particle sha pe: angular and rounded. Due to the very loose na ture of the deposits it was not possible to recover even notional!)t undisturbed samples for testing: therefore water pluviation of either initial!)t dry material or slurry was used to prepare samples for consolidation and triaxial testing. BACKGROUND lnterest in the geotechnical behavior of hydraulic fills may be broad!)t categorized as design and optimization of production and impoundment siles, environmental impact and environmental risks of impoundments (including embankment safety), l"!}'drogeological issues, and site reuse. These materia Is are typical!)t of silt size. Difficulty in investigating the geotechnical properties of hydraulic fills lies also in their heterogeneity. Variations over time a rise due to cha nges in the minera I composition of the pa rent rock, the minera Is being extracted a nd the methods of separation (crushing. grinding. use of surfactants, etc.). In addition, the type of slurry deposition (single point discharge or multiple point discharge) iníluences spatial variations within the impoundment. This variability will affect the ana!)tsis of one site but also makes comparison between sites very difficult. The geotechnical properties of severa! different types of tailings can be found in the literature, including alumina red mud, copper tailings (Qiu a nd Sego. 2001 ). gold tailings (Stone et al., 1994). and ba uxite (Consoli and Sills, 2000). These papers focus on consolidation characteristics, hydraulic conductivity and liQ11efaction susceptibility, dueto their importance in impoundment design. The study of the engineering characteristics of PFA as a general fill can be traced back to the work on the use of PFA asan embankment rmterial by Raymond ( 19 58) and Knight ( 1960). IVlcLaren and DiGioia ( 1987), Gray and Lin ( 1972), Leonards and Bailey ( 1982). Martín et al. ( 1990), Toth et al. ( 1988), Parylak ( 1992), Okumura et al. ( 1996) and Trivedi and Sud ( 1999b) also describe the use and engineering properties of PFA. There has also been work on the collapse behaviour of loose PFA deposits (Henau and Thijs, 1985: Trivedi and Sud, 1999a). lt can be very difficult to take undisturbed samples of hydraulical!)t placed fill because any disturbance (including stress relief a t the bottom of a cased borehole) can lead to strength loss in loose non-cohesive deposits, and instability of the base of any borehole. Where the fill is very loose it is impossible to recover even notional!)t undisturbed samples for laboratory testing. which can hinder the corred characterization of sucl1 deposits. Correlation between field and laboratory tests has been attempted to overcome this limitation: e.g. seismic cone penetration testing (SCPT) by Woeller. et al. ( 1996), piezocone testing by Davies ( 1999), and cone penetration testing (CPT) by Cousens and Stewart (2003) and Stewart et al. (in press). Another approach to this difficulty has been to calibra te theoretical/ numerical models using either centrifuga! model tests (Stone ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUN IO 2010 ,.,, .~,, �.. ,.~,¡_' C.A. CHARLES-CRUZ et al., 1994) or field studies (Consoli and Sills. 2000). Theoretical modeling studies using large strain consolidation theory have been conducted by Cargill ( 1984) and Seneviratne et al. ( 1996). Hydraulical!Y placed fills and embankments are susceptible to liQJ.tefaction under monotonic or cyclic loads (see e.g. Fourie et al. , 2000; lshihara. 1993 ). As general!>' defined, liQ.uefaction is a sudden loss of shear strength due to a rapid increase in pare water pressure. The study of liQ.uefaction phenomena in sands has been extensive and there are a variery of empirical and theoretical approaches to assess liQ.uefaction potential (Ng et al., 2004; Verdugo and lshihara, 1996). However. there has been less research on the effect of fines in the liQ.uefaction process and on the study of this phenomenon far silry or clayey soils. Finn et al. ( 1994) attempt to summa rise the effects of fines content on liQ.uefaction resista nce far both non-plastic a nd plastic fine grained soils. According to their guidelines, far non-plastic fines, there is an increase in liQ.uefaction resistance far a silry sand compared to clean sand with same normalized standard penetration resistance (N 1)60, there is a decrease in liQ.uefaction resistance with increasing fines content far materia Is with same gross void ratio, and 1mterials with the same void ratio in the sand skeleton have the same liQ.uefaction resistance. For the case of plastic fines, the modified Chinese criteria (after Finn et al., op. cit.) suggest that soils that satis~ all four reQJ.tirements, ie; • • • • % finer than 0.005 mm < 10% LiQ.uid limit < 36% Natural water content > 0.92 LL LiQ.uidiry index, IL < 0.7 are susceptible to liQJ.tefaction. Yamamuro and Lade (1998) suggest that unlike the behaviour of clean sands, where susceptibiliry to liQ.uefaction increases with confining stress, the liQ.uefaction resistance of silry sands can initial!Y increase with confining stress. This is attributed to the silt particles producing meta-stable structures at low confining stress. Thevanayagam ( 1998) suggest a categorisation of behaviour of silry sands with va rying degrees of fines to which different structures a nd gra in to gra in con ta et may lead to different undra ined behaviours, including limited instabiliry and even liQJ.tefaction. Gua and Prakash ( 1999) suggest that soil fabric and aging seem to slow down pare pressure generation and that a higher percent of plastic fines may increase the liQ.uefaction resistance of silry soils. SlTE ANO MATERIAL DESCRIPTION Glebe Mine Tailings Fluorspa r (ca lcium fluoride) is the on!Y majar so urce of fluorine a nd is a Isa used in the production of a wide range of industrial products, such as pharmaceuticals. glass, plastics (Notholt, 1971 ). Glebe l\tline is located in Stoney Middleton, near Chesterfield. Derbyshire. Operations on site consist of fluorspar mining. processing a nd ta ilings disposa l. Fluorspar extraction is undertaken by crushing the parent rock which is then processed as a slurry so that different minera Is can be separa ted gravimetrica l!Y using detergents. The resulting ta ilings a re ma in!}t camposed of barites (40%), limestone (33%) and silica (25%). A summary of the Geotechnical properties of Glebe CIENCIA FlC No .l ENERO - JUNIO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS ANO POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ Mine ta ilings is given in Table l. A sea nning electron microgra ph (S EM) is shown in Figure Ia. which shows occasional subangular coarse particles and the predominant[y angular and plate-like flner pa rticles (D 50 =4µrn). The active disposal lagoon at the site is sub-divided. with one half being used asan active sluicing pond, while the partial[y dewatered tailings are being recovered frorn the other half The excavated material is used as back-flll within the active open cast mine. This releases lagoon capacity and crea tes a sustainable waste cycle at the mine. The bulk remoulded ta ilings sa mples used in this study were ta ken from the latter a rea of the lagoon. Skelton Gronge PFA PFA. or fly-ash, is a waste from pulverized coal combustion for electricity generation. lt is the fine residue that is collected by mechanical or static precipitators. PFA is often transported local[>' by producing a waterbased slurry which is pumped into sedimentation lagoons for disposal. Once in the lagoon. the PFA Qpick[y settles out to forma particulate mass while the water drains away. PFA particles are typical spherical, ranging in diameter from > 1µm to l 50µm, and due to the rapid cooling of the flue gases, consist primari[y of noncrystalline particles or glasses (about 80%) and on[y a small arnount of crystalline material (Cabrera et al., 1986). An SEM image of Skelton Grange PFA is shown in Figure I b, where the main[y spherical particles can be observed. Amorphous particles in Figure I b are assumed to be unburned carbon. For this study, PFA was obtained from the Skelton Grange lagoons in Leeds, West Yorkshire, where a landflll is current[y being constructed over the 50 rn deep PFA lagoon. Details of the site a nd previous field investigations are included in Cousens and Stewart (2003) and Stewart et al. (2005). Figure 2 shows an aspect of the Skelton Grange Landflll Site, where PFA is the under[ying strata and the embankment material and of Glebe mine tailings lagoon. (o) (b) figure 1: SEM imoges of (a) Glebe Mine Toilings and (b) Skelton Gronge PFA. • --- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUN IO 2010 ,.... .~,, �.. ,.,,¡_' C.A. CHARLES-CRUZ (a) (b) Figure 2: Photographof (a) Skelton Grange Site, Leeds, UK, November, 2005; (b) Discharge lagoon (active) on Glebe Mine, Chesterfield, UK, April, 2003 (reproduced from Charles-Cruz, 2007). Although in previous investigations this material was cata logued as a low plasticio/ silt (Stewart et al. , 2005). the material used in this investigation was classified as non-plastic silt. Skelton grange PFA is classifled as rype F (low carbonate) according to BS-BN450. A summary of PFA characteristics is included in Table l. Table 1. Material Properties Glebe Tailings Skelton Grange PFA PL/ Ll G ' Dso (µm) D6ofD10 Fines Content (%) emin e emox* Morphology 20.9/23.2 NP/ 41.4 2.90 2.30 4 15 40 7 40 0.51 O.SS 1.38 0.98 1.38 1.62 Angular flakes Sphericalor rounded s l11IJ( em.,* determinad by water sedimentation, othertests conducted in occordonce with BS 1377 (1990): Ports 2 &4 EXPERIMENTAL METHODS AII testing was conducted at 2 1+ 1°C. Classiflcation, consolidation, undrained and drained triaxia l strength tests were performed general!Y in accordance with BS 1377(1990). sections 2, 4, 7 and 8, respective!)!. However, minar variations from the standard procedures were necessary far the consolidation and shear tests so that the very high void ratios found in hydraulic fllls could be replicated using an appropriate deposition process during sa mple prepa ration. Triaxial compression tests were conducted in sta ndard Wykeham Farrance 38mm triaxia l cells eQ.uipped with 3kN submersible load cells. and "Imperial College" rype volume change units measuring the change in cell fluid volume. The accuracy of individual measurements are estirmted to be + 1 kPa far pressure, + 1 kPa CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS ANO POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ deviator stress, +0.005 mm for displacement, +0.02Sml for volume change. Hence the accuracy of the axial and volumetric strain measurements is better than +0.03%. Sample preparation was by sedimentation (See Figure 3 ). A rubber membrane was attached to the pedestal and surrounded by a 38 mm split-mould secured with a rubber band. lnstead of adopting the common practice of rolling the membrane back onto the mould, a short 54mm ID metal tube was inserted inside the membrane to sit about 5mm above the top of the mould. SubseQJ.1ent!Y a l S cm long plastic extension tube was inserted through the metal tube to light!Y contact the split mould and rmke a perfect!Y adeQ.uate water seal against the short length of exposed membrane. Fumel'IDd extension tube Se dit1-.el:'ltati on Perspex Load Acetate Extensio:m Í Cap Tube J Eictension collar f (54min diam) ¡r I / A Lif1ing of exteruion collar O-Rings ..,_, Pro-visiona! rubber bmcll: LStre!-chedla!.ex meinbnne Splilmould Fil ter Psper & Porous Stone : i--O-Rings Slutrny p 1uviatfon • "1 --L--11.Jlr--'-'--•,_Triar.ia.1 cell Pedes:tal Sedin1enttat.ion Cap placen1ten tt 1 •• ' V.aicuum applfoatio11 Figure 3. Schemotic of trioxiolsomple preparotionprocedure (reproduced from Charles{ruz, 2007). To avoid size segregation problems that can occur with incremental water pluviation (Vaid et al., 1999), samples were pre pared as a slurry with a moisture content of -52%. This was shaken and rapid!Y poured into the mould and allowed to settle. The volume of slurry reQ.uired for the corred sample height was found by trial and error. Then the cap was very careful!Y placed and initial!Y fixed by a thin rubber band so that a srmll suction could be applied (-1 0kPa). When the suction had been applied for approximate!Y 20 minutes, specimens we re sufficient!Y stable for rubber O-rings to be placed on top-cap. Full width drainage was provided at the bottom of the specimen, and side drains were used with Glebe tailings. Tria Is with other sample sedimentation techniQ.ues demonstrated that this was the most appropriate for preparing loose triaxia l specimens of the rmterials tested in this study. Suetsugu et al. (2000) used a similar procedure to prepare loose PFA specimens for triaxia I testing. ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUNIO 2010 ,.... .~,, �.. ,.~,¡_' C.A. CHARLES-CRUZ Specimen dimensions were measured after removing the mould. After testing, the final void ratio was calculated from specimen dry weight and initial geometry accounting far volume change during testing. Specimen saturation was increased by using a back pressure. A cell pressure lower that the intended minar principal stress was applied to the specimen, and then the cell pressure and backpressure were slow!)t raised together until the desired back-pressure was applied. These pressures were maintained until an acceptable 8-value was measured (99% and 80% far undrained and drained tests, respective!),). After saturation, the specimens were isotropical!Y consolidated to the desired effective stress. Once consolidation was complete, the samples were axial!), compressed using strain rates of 1% and 0.16% per minute far the undrained and dra ined tests. respective!y. The void ratio of PFA specimens prepared far consolidation and shear testing significant!Y exceeded the maximum void ratio measured by the method specified in BS 1377( 1990): Part 4.4. Since the principal difference is that the standard test employs air sedimentation, it was repeated using water sedimentation (the measuring cylinder was complete!), füled with water). The result is reported as emax* in table I. RESULTS Triaxial Testing CD Triaxial tests Table 2 reports the results of the drained triaxial tests. The relative densiry va lues of the Glebe specimens (0.31, 0.29. 0.38) indicates that they were all q_uite loase. Thus the maximum angle of shearing resistance should approxirmte to the critica! state friction angle, suggesting that the angular Glebe tailings have a relative!)t high $c,it value of about 36°. The relative densities of the two PFA specimens (0.26, 0.93) are representative of a loase and dense state. The former test suggests that the PFA has a critica! state friction angle of around 34° (although the specimen was still compressing slight!Y at failure). z Figure 4 shows the triaxial data plotted following the convention of Rowe ( 1962). using axes of stress ratio and rate of dilatanc_y. Rowe proposed that failure is governed by the eq_uation: where $/= $c,it far loase materials where failure is associated with turbulent shear; but $1 ::. $r, far denser materia Is where particle sliding is dominant at failure. Figure 4 indica tes that failure of loase PFA specimen is associated with turbulent shear mobilising $crit = 36°, whereas that of the dense PFA specimen is associated particle sliding mobilising $r, =29°. Failure of Glebe specimen GM-D4 (e= 1.13, ID=0.29) seerns to be associated with turbulent shear mobilising $c,.=36°, but the modes of failure of Glebe specimens GM-D2 and Grvt-D11 (e= 1.11 and 1.05, corresponding to ID=0.31 and 0.38). are unclear; possib!Y representing a transition between particle sliding and turbulent shear. CU Triaxial tests Table 3 reports the results of the undrained triaxial tests. These specimens were intended to be loase; the Glebe specimens had relative densities of 0.48 and 0.54, but the PFA specimens had relative densities of CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS ANO POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ 0.21, 0.25, O.SS, 0.57, 0.61 and 0.71. Thus sorne of the PFA specimens should be regarded as moderate!Y dense (although there is sorne uncertainty about the maximum void ratio for the PFA). The stress-paths in the undrained triaxial tests are shown in Figure Sa. The stress-paths followed by the two Glebe tailings specimens are typical of undrained response of loose sands and silts (Yamamuro and Lade, 1998). They start near!Y vertical but increasing!Y curve back towards the Q:-axis, dueto rapid!Y increasing pore water pressure. In one test the stress path curves over with Q.decreasing slight!Y while p' decreases rapid!Y (the stress ratio when doidp' =0 is given as T]flat in table 4 and is e~tiva lent to$:::. 20°). Ata moderate!Y high stress ratio the stress-paths double back (dueto decreasing pore water pressure) towards the direction of increasing Q.a nd p', a nd a pproach a critica Istate stress ratio asymptotica l!Y. The stress ratio when the stress-path doubles back is given as 11.,1,ow in table 2, and was eQ.uivalent to$ -:.27° in both tests. Table 2. Details of the consolidated drained triaxiol tests. Test ID GM·D2 GM·D4 GM-Dll eo 1.11 1.13 1.05 lo 0.31 0.29 0.38 Cell pressure Back pressure (kPa) (kPa) 405 303 250 199 151 150 (cr l·cr3)1 (i:)1 (E)1 (kPa) (%) (%) 650 388 313 9.0 5.9 16.0 1.0 2.0 O.O (·dcv/di:; 1)1 0.08 -0.09 0.08 ~pe<i 37.7° 34.0° 37.6° The relativa density, 10, of the PFA specimens has been calculated using the emo, * (watersedimentation). The stress-paths followed by the PFA specimens are similar to those followed by the Glebe tailings. However the principie difference is that although both materia Is appear to have a critical state friction angle around 36°, llflat is e~1ivalent to$ :::.28° and 11.ibow to$ =-31 °, for the PFA. These are considerab!Y higher than the stress ratios at e~tivalent points in the tests on Glebe tailings. With both materia Is the axia l strain re~tired to mobilise T]fl,t is relative!Y small (around 1%), but more strain occurs as p' decreases (typical!Y (i:; 1)., 00"F 5%). Larger strains arise as the materials work-harden towards a critical state. The end point of the stress-paths shown in Figure S is where non-uniforrn sarnple deformation started to produced erratic data. D lSCUSSION The hydraulic rnethod of disposal of fine materia Is can result in very loose deposits. The preparation of very loose test specirnens, especia l!Y triaxial specimens. was very difficult, as irnrnediate!Y after sedirnentation the sarnples are very sensitive to disturbance and readi!Y collapse. Deposits in the field often settle through relative!Y large bodies of water a nd rnay have a looser structure than that produced by the techniQ.ues described here. although they may be subject to externa! vibration which will affect the structure. Also, sedimented material in the field may be affected by slurnping or flow slides which will affect the final structure. ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUNIO 2010 ,..,, .~,, �.. C.A. CHARLES-CRUZ ,.:,¡¡_ ' The two materia Is respond different!Y to deposition through wa ter. rather than air. With air pluviation, emax is achieved by using high deposition rates and low heights of fall (Kolbuszewski, 1948). High void ratios result from the low kinetic energy of the particles, and from individua l particles not having the freedom to move to a closer packed structure due to the restricting effect of adjacent particles. With water pluviation, particles will tend to a limiting settling velocio/, general!Y lower than in air. which is a function of shape, size and mass. E quati on 1 , 4>1 =36° 5 E quatior, 1 , 4>1=36° 5 ~ ~ 4 4 / / -----.. e=1 .34 3 3 -B e= 1.13 y ;-- i5 2 e=D.62 -~ I i5 2 / f--.e=1.05 1 / ,1 I' • ,/"' * / // \ (/ o 0.5 1.5 ¡ E quation 1, .¡,1=29° o 1.5 1 0.5 (1-ds..,/ds,) (b) Figure 4. Consolidated drainedtriaxial datafor (a) Glebe Mine tailings and (b) Skelton Grange PFA Table 3. Details of the consolidated undrainedtriaxial tests Test ID GM·U 1 GM·U2 PFA·U2 PFA·U4 PFA·U6 PFA-U9 PFA·U 11 PFA·Ul 2 eo 0.96 0.91 1.03 1.35 1.39 1.00 0.96 0.85 ID 0.48 0.54 0.55 0.25 0.21 0.57 0.61 0.71 Effective ConsolidationStress (kPa) 193 382 395 239 49 147 149 53 T]fbl TJ.1,o., Tlmox (EJ)fº' {El~bow . 1.07 1.09 1.34 1.37 1.17 1.19 1.34 1.07 1.41 1.36 1.46 1.47 1.58 1.46 1.72 1.69 . 4.9 2.9 5.1 8.9 5.6 1.6 5.4 2.3 D.77 1.02 1.19 1.08 . 1.1 O 0.98 (¼ 0.8 1.5 2.5 0.8 . 1.1 1.4 (E ) (¾i 20.0 17.9 14.3 14.2 8.3 10.0 10.0 5.0 The relativa density, 10, of the PFA specimens has beencalculated using the e11111,* (water sedimentation). CIENCIA FlC No.l ENERO· JUNIO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS ANO POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ The water sedimentation technio..ue used to find emax * has a larb0 e tlow rate with a small heib0 ht of fall, and so individual particle freedom to move to a closer packing will have been restricted. Using a water sedimentation method compared to air sedimentation e""'x for PFA is 1.62 compared to 0.98, whereas for the Glebe rvline ta ilings the va lue is uncha nged at 1.3 8. The lower specific gravity of the PFA may account for the la rge etfect of water sedimentation on the PFA, but the reason for the unchanged ema, value for Glebe rvtine tailings is unclear: The results of the drained triaxial tests suggests that the majority of the samples behaved in a loose fashion, tending to give a maximum mobilised angle of friction eo..ual to the critica! state angle, although the strains necessary to achieve this may be o..uite k1rge. The behaviour ofa soil depends on its packing and state of stress. Bolton (1986) proposed a relative dilatancy index, IR; (2) where p' is the stress at failure. The para meter Q (taken as IO for o..uartz and feldspar sands) is related to the mean etfective stress reo..uired to suppress dilatancy, and is a function of the crushing strength of the particles (McDowell and Bolton, 1998). Bolton used IR to account for the etfect of stress on the measured angle of friction and the maximum rate of dilation. and for triaxial compression proposed that: ,i- _,k 't' max 't' cri1 = 31Rº (3a) = (3b) (-dsv /ds 1) max 0.3 IR Table 5 reports IR values for the drained triaxial tests, tob0 ·ether with predicted values of ,i-'t' max_,i-'t' en.1 and (-dev /di, 1) 111,x assuming Q= 1O. Comparison between the values reported in tables 3 and 5 indica tes that both the peak angle of friction and rate of dilation a re under-estimated by eo..uations (3 ). This may indicated that a value of Q of IO is inappropriate!Y high for the materia Is tested in this programme. 400 9z"' o- 400 ,¡= 14 6 (<)moo=36') 350 350 300 300 250 250 9z"' 200 o- 150 '100 100 50 50 o o 50 100 150 200 250 300 350 .<lOO I ,/ 200 150 o e= I 03 / //;::1.35 /I •=1.00 =0.96 o 50 100 150 p' l<Pa 200 250 300 350 p' kPa Figure 5. Consolidated undroined triaxialdata for (a) Glebe Mine tailings and (b) Skelton Gronge PFA • --- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUN IO 2010 400 ,.... .~,, �.. C.A. CHARLES-CRUZ ,.:¡¡¡_ ' Table5. Predictions bosed on IR p' Test ID ID (kPi) IR GM-02 GM-04 GM-011 PFA-01 PFA-03 0.31 0.29 0.38 0.26 0.93 423 281 204 279 299 0.23 0.26 0.78 0.14 3.00 Predicted <pmox·<pait 0.7º 0.8º 2.3º 0.4º 9.0° Predicted (-dsv/dsl)mox 0.07 0.08 0.23 0.04 0.90 The two undrained Glebe tailing specimens had similar relative densities, but one (e=0.9 1) showed temporary instabiliry during undrained loading, whilst the other exhibited marginal!}' stable behaviour. However with ¡ust two specimens tested, the fact that the sample subjected to the higher effective stress was less stable is not conclusive. Most of the PFA specimens showed temporary instabiliry during undrained loading. The greatest degree of instabiliry (in terrns of reduction in shear stress) was exhibited by specimens PFA-U6 and PFA-U 1 1, where the stress ratio actua I!}' reduced slight!}' during instabilio/ With the exception of PFA-U 12 (which was relative!}' dense). these were the PFA tests where the effective stress was lowest at the onset of instabilio/ lt is interesting to note, but no inference is drawn from the fact that the stress ratio at the onset of instabiliry in PFA is approximate!}' eQ.ual to the stress ratio for "particle sliding" in drained loading. In all the undrained tests, the maximum stress ratio approximates to critical state. However; no apparent correlation a mong the different va lues of E (i. e., corresponding to Efl,t or s.100J defined in undra ined tests a re found with the drained tests stress paths observed. These limited undrained test results appear to indicate that Thevanayagam·s effect of fines (Thevanayagam. 1998) in undrained response may explain the behaviour observed rather than Yamamuro and Lade's concept of ·reverse behaviour'. Further research of samples with varying degrees of fines content is desirable. CONCLUSIONS lt is difficult to measure the maximum void ratio of silt sized materia Is. and particular!}' PFA. lt is thus difficult to calculate absolute va lues of relative densio/ However trends in <!>peak and the maximum rate of dilation during drained loading correlate with dilatancy index, although numerica l values using Bolton·s relationships are over-predicted. The limited undrained triaxial data show that these materia Is display varying degrees of instabiliry dependent on stress level. with the pattern possib!}' influenced by particle shape and size distribution. No apparent correlation among the different values of E (i.e .. corresponding to Efl,t or s.100) defined in undrained tests are found with the drained tests stress paths observed. Further research of samples with varying degrees of fines content is desirable in order to investiga te if Thevanayagam·s effect of fines {Thevanayagam, 1998) may explain the behaviour observed or ifYa rmmuro and Lade ( 1998) concept is applicable. CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �STABILITY CHARACTERISTICS OF HYDRAULICALLY PLACED MINE TAILINGS AND POWER STATION FLY ASH _ _ _ _ _ _ _ _ ACKNOW LEDGEMENTS This research is pa rt of the PhD Thesis work of the author: which was sponsored by the Mexica n Ministry of Education (SEP by its Spa nish initials) under the PROMEP Programme. Va rious portions of this work have been presented in the 5th INTERNATIONAL CONGRESS OF ENVIRONMENTAL GEOTECHNICS, Cardiff. UK, 2006 and in the 12th INTERNATIONAL CONGRESS OF COJ\IIPUTATIONAL GEOMECHANICS, Goa . India, 2008. REFERENCES l 2 3 4 Bolton, M.O., 1986. The strength ond dilotancy of sonds. Geotechnique, 35(1): 65-78. 8S1377, 1990. Methods of test for soils for civil engineering purposes. BSI. Cabrero, J.G. et al., 1986. Evoluation of the properties of British pfa ond theirinfluence onthestrength of concrete, ACI SP-91. Cargill, K. W., 19 84. Prediction of Cosolidation on Very Soft Soil. ASCE J. Geotech. Eng., 11O(6): 775-796. Charles-Cruz, C.A. 2007. The Geotechnical Behoviour of Hydroulically Placed Fills, PhDThesis, University of Leeds, 2007. 5 Consoli, N.C. ond Sills, G.C., 2000. Soil formation from toilings: Comparison of predictions ond field meosurements. Geotechnique, 50(1): 25-33. 6 Cousens, T.W. ondStewart, 0.1., 2003. 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RESUMEN Los Curvos de Intensidad Duración Período de Retorno, mejor conocidos como curvos l·D·Tr representan una formo conjunta de las tres variables con los cuales se define lo lluvia yson indispensables en el dimensionamiento de estructuras hidráulicos, toles como: canales, puentes, alcantarillas, bordos, drenajes pluviales urbanos, determinación de los niveles de inundaciónen las márgenes de los ríos, etc. En el presente trabajo se construyen los curvos l·D·Tr de la estaciónclimatológica 19049 Monterrey DGE (Nuevo León, México) a partir de los datos pluviométricos. Los resultados muestran que, paro uno duración de 30 minutos y un Tr = 20 años, lointensidad es de 85 mm/h. Palabras Clave: Curvos 1-0-Tr, Tormento de diseño, Período de retorno, Drenaje urbano. lNTRODUCCION Debido al gran problema Q_ue generan las inundaciones en las ciudades, el desalojo seguro y eficiente del agua pluvial debe realizarse mediante estructuras hidráulicas correctamente dimensionadas. Para el dimensionamiento de estas estructuras es necesario contar con una tormenta de diseño, la cual debe estar asociada a una probabilidad de ocurrencia (por ejemplo: la probabilidad de Q_ue se iguale o exceda por lo menos una vez en el período de tiempo considerado). La relación de la intensidad de la lluvia con su duración y su probabilidad de ocurrencia, está dada por las curvas de Intensidad -Duración-Período de retorno, conocidas como Curvas 1-D-Tr. Normalmente, las Curvas 1-D-Tr se construyen a partir de los registros de pluviógrafos (figura 1), subdividiendo el registro de las lluvias en intervalos de una duración determinada (Sivapalan, M., Bloschl, 1998). En México, como en otros países, la red de pluviógrafos es escasa; sin embargo, la red de los registros de pluviómetros, Q.Ue registran lluvias máximas acumuladas en veinticuatro horas es rms densa. En estos dispositivos las lecturas se toman todos los días a las 8:00 a.m., como altura de lámina de agua en mm. Por otro lado, debido a Q.Ue la nieve o el granizo no son mL!}' frecuentes en el área metropolitana, de Monterrey. se puede considerar Que la precipitación en su tota lidad, está formada por la lluvia. Ésta se puede definir mediante tres variables: la magnitud, la duración y la frecuencia o período de retorno. La magnitud de la lluvia es la precipitación tota l ocurrida (en milímetros) en la duración de la tormenta; la frecuencia se expresa por el periodo de retorno de la lluvia {Chow et al, 1994). El recíproco de el período de retorno Tr es la probabilidad condicional P tal Q.Ue, la intensidad de una lluvia rmxirm anual para una duración, será igualada o excedida a una magnitud especificada; y se puede expresar de acuerdo con la ecuación I. Facultad de lngenie11a Civil de la UANL. Ciudad Universitaria. San Nicolás de l os Garza . Nuevo l eón, México. victor.guerra@uanl.edu.m.x. aferrino@prodigy.net .mx • --- C l ENC lA FJC No.J ENERO - JUNIO 2010 ,.~, • • ''4 �GUERRA-COBIAN V H .. FERRIÑO- FIERRO A. L.. CAVAZOS-GONZALEZ R. A .. BRUSTER- FLORES j. L. Donde F1 (i, lt, ) ~;i, es la función de distribución acumulada para la intensidad, para una duración. Por ejem- plo, Bell ( 1969) propuso una fórmula general de curvas 1-D-Tr usando como índice la altura de precipitación en una hora y en un período de retorno de I O años (R:º ). Posteriormente Chen ( 1983) desarrolló una fórmula o-eneral usando los índices R1º R1º y R100• I:> 1 ' 24 1 En el presente trabajo se constn~en las curvas 1-D-Tr para la estación clirmtológica rvtonterrey GDE (Nuevo León, /\,-léxico). a partir de los datos de un pluviómetro. MÉTODO APLICADO Curvas 1-0-Tr para períodos de retorno mayores oiguales a 1Oaños. Debido a la escasez de registros de lluvia de corta duración (datos de pluviógrafo). ha surgido la necesidad de utilizar las relaciones promedio entre lluvias encontradas en otros países. las cuales se pueden aplicar en la República Mexicana (Goswami.1972). Los registros de lluvias obtenidos de pluviógrafos son escasos; sin embargo. los registros de pluviómetros {lluvias rníximas en 24 h) tienen gran densidad y períodos de registro aceptables, por lo cual, la lluvia con una duración de una hora y un período de retorno de dos años. se podrá evaluar con una relación a la de veinticuatro horas con igual período de retorno, denominada cociente Rlluvia-duración. Campos { 1998) obtuvo el valor para la ciudad de rvtonterrey de 0.3882. El cociente F lluvia-período de retorno {ecuación 2) , relaciona una lluvia de cien años de período de retorno y una duración de veinticuatro horas, con una lluvia de I O años de período de retorno y una duración de veinticuatro horas. F= p l 00 p l 00 = t lO t P 1440 pi O [21 1440 Donde: P/gJ0 = Altura de precipitación en mm para un período de retorno de 100 años y una duración de la lluvia de veinticuatro horas, en minutos. 10 = Altura de precipitación en mm para un período de retorno de I O años y una duración de la lluvia de P.1440 veinticuatro horas en minutos. Los valores de P¡1gJ0 y P¡;& se pueden calcular utilizando la función de distribución de Gun1bel (1958). CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �CONSTRUCCION DE CURVAS 1- D-TR, A PARTIR DE REGISTROS PLUVIOMÉTRICOS. Chen ( 1983). por su parte desarrolló para el cálculo de alturas de precipitación con períodos de retorno rmyores o iguales a diez años en la ecuación 3. pTr = a-P 1º -log(loJ-F·T F·l)•t 60 60-(t + b t r [3 I r Donde: P ;' = Altura de precipitación en m1n para un período de reto1no Tr y una duración de tonnenta t. Tr = Periodo de reton10 en años. t = Duración de la ton11enta en nrinutos. a,b,c = Pará111etros regionales en función del cociente lluvia - duración R. P&8 = Altura de precipitación en n11n para un periodo de reton10 de diez años y una duración de sesenta minutos, calculada de la fo1mula de Bell (1969): F = Cociente lluvia - período de retomo. Los parámetros regionales a, b,y c, aplicables a la fórmula de Chen (1983) para el cálculo de altu ras de precipitación, se determinan a partir del cociente R lluvia - duración y para rvtonterrey N.L. valen 21.286, 6.642 y 0.700 respectivamente (Campos, 1998). Curvas 1-0-Tr para períodos de retorno menores a 1Oaños Supóngase ~•e se tienen N muestras, cada una de las cuales contiene "n" eventos. Si se selecciona el ITTÍXimo "x" de los n eventos de cada muestra. es posible demostrar Que (Gumbel, 19 58), a medida Que n aumenta, la función de distribución de probabilidades de x tiende a: [41 La función de densidad de probabilidad es entonces: [SJ Donde a, y ~ son los parámetros de la función, ~•e también se conocen como parámetro de ubicación y de forrm, respectivamente. ■--- C lENC lA FJC No. J ENERO - JUNIO 2010 ,.:,¡; • • ''4 �GUERRA-COBIAN V H .. FERRIÑO- FIERRO A. L.. CAVAZOS-GONZALEZ R. A .. BRUSTER- FLORES j. L. ~;i, Los parámetros a y~' estimados por el método de los momentos (Escalante y Reyes, 2002). se expresan como: cr 161 a =' s 171 Dondes es la desviación estándar de la población y es la media aritmética de la población y se obtienen mediante las siguientes fórmulas: )t ¿.X¡ 181 -X _ i=I - , S n 191 = -,,, i =l --1 '¡ n -I Donde n son los años del registro de las lluvias máximas en veinticuatro horas y x; es el i-ésimo dato en el registro. Para muestras relativamente peQ.ueñas cr yµ se obtienen de la tabla 1 (Aparicio, 1996): y y Tablo 1. Parámetros delomuestro. n lO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 CIEN CIA FlC y µy 0.4952 0.5128 0.5236 0.5309 0.5362 0.5403 0.5436 0.5463 0.5485 0.5504 0.5521 0.5535 0.5548 0.5559 0.5569 0.5578 0.5586 0.5593 0.5600 0.9496 l .0206 l .0628 l.0914 l. ll 24 l. l 285 l.1413 l.1518 l. l 607 l. l 682 l.1747 l. l 803 l. l 854 l. l 898 l. l 938 l. l 97 4 l .2007 l .2037 l .2065 (j No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �CONSTRUCCION DE CURVAS 1- D-TR, A PARTIR DE REGISTROS PLUVIOMÉTRICOS. El método de Bell ( 1969) para el e,1lculo de alturas de precipitación menores o iguales a diez años de período de retorno, está dado por la ecuación I O P ¡' = (0.35Ln (Tr)+0.76) (0.54(t)º 25 -0.S)Pf0 [ 1O] Donde: P ¡' =Altura de precipitación en mm para un período de retorno Tr y una duración de la tormenta t. Tr = Período de retorno en años. t = Duración de la tormenta en minutos. El va lor de ~1 se calcula despejándolo del cociente lluvia - duración R: Pto I 1 11 R= -2 - p 1440 I 121 Donde: R = Cociente lluvia - duración. Plo = Altura de precipitación en un período de retorno de dos años y una duración de la tormenta de sesenta minutos. p/440 =Altura de precipitación para un período de retorno de dos años y una duración de la tormenta de veinticuatro horas en minutos. y se e,1lcula (Chen): = ~ - ¼Ln T ( Ln ( ' ) ) T-1 .. 1131 CURVAS 1-D-TR DE LA ESTACIÓN MONTERREY DGE Los datos del pluviómetro se obtuvieron del Extractor R:1pido de Información Climatológica ERIC 11 (IMTA, 2000), y corresponden a los registrados en la estación 19049 rvtonterrey DGE. de 1945 a 1986 (figura 1). ■--- ClENC lA FJC No.J ENERO - JUNIO 2010 ,.:,¡; • • ''4 �GUERRA-COBIAN V H .. FERRIÑO- FIERRO A. L.. CAVAZOS-GONZALEZ R. A .. BRUSTER- FLORES j. L. ~;i, ,L luvias máximas , estació,n 19049 Monterrey OGE 5 E ,: 41 e :~ " l! ·-'c..." 41 o. 200 180 160 140 120 100 80 80 40 20 o 1944 1954 1974 1964 1984 Año --Lluvias máximas . - . - - - • Promedio 1 Figuro 1. Registro de precipitación de lo estación climatológico Monterrey DGE. Los estadísticos reQ.ueridos para la construcción de las Curvas I-D-Tr de la estación rvtonterrey DGE se muestran en la tabla 2. Tablo 2. Estadísticos de losprecipitaciones. Valor Estadístico Valor Valor Valor Valor 22.3 180 77.3 39.2 Utilizando el método descrito anteriormente, se calculan las alturas de precipitación. de acuerdo con el período de retorno reQ!Jerido y para la duración de la tormenta seleccionada ( P ¡' ). Como la lluvia se presenta en función del tiempo, la intensidad de la lluvia, es por lo tanto. directamente proporciona I a la a !tura de precipitación e inversa mente proporciona I a I tiempo. La intensidad de la lluvia "I " en mrrv'hr (tabla 3) se define mediante la relación 14. p rr Ff = t [ 14] t' Donde: 11! = Intensidad de la lluvia en mrrv'hr. para un período de retorno Tren años y una duración t' en horas. PT' = A ltura de precipitación en mm. para un período de retorno Tren años y una duración t de la tormenta en minutos. t' = Duración de la tormenta en horas. CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �CONSTRUCCION DE CURVAS 1- D-TR, A PARTIR DE REGISTROS PLUVIOMÉTRICOS. Tabla 3. Intensidades calculadas. t' 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 2 102.3 76.5 62.4 53.4 47.1 42.3 38.6 35.7 33.2 31.1 29.3 27.8 26.4 25.2 24.1 23.2 22.3 21.5 20.8 20.1 19.5 18.9 18.3 17.8 5 135.0 101.0 82.3 70.4 62.1 55.9 51.0 47.1 43.8 41.1 38.7 36.7 34.9 33.3 31.9 30.6 29.4 28.4 27.4 26.5 25.7 24.9 24.2 23.5 10 159.7 119.5 97.4 83.4 73.5 66.1 60.4 55.7 51.9 48.6 45.8 43.4 41.3 39.4 37.7 36.2 34.8 33.6 32.4 31.4 30.4 29.5 28.6 27.9 Período de retorno Tr en años 20 50 192.0 230.5 149.2 179.1 123.9 148.7 107.0 128.4 94.7 113.7 85.4 102.5 78.0 93.6 72.0 86.4 67.0 80.4 62.8 75.3 59.1 71.0 55.9 67.1 53.2 63.8 50.7 60.8 48.5 58.2 46.5 55.8 44.7 53.6 43.0 51.6 41.5 49.8 40.1 48.2 38.8 46.6 37.7 45.2 36.6 43.9 42.7 35.5 100 259.6 201.7 167.5 144.6 128.0 115.4 105.4 97.3 90.6 84.8 79.9 75.6 71.9 68.5 65.5 62.8 60.4 58.1 56.1 54.2 52.5 50.9 49.4 48.0 500 327.1 254.1 211.1 182.2 161.4 145.5 132.9 122.6 114.1 106.9 100.7 95.3 90.5 86.3 82.6 79.2 76.1 73.3 70.7 68.4 66.2 64.2 62.3 60.5 curvas 1-D-Tr de la estación 19049 MonterreyOGE 400 O -i::=¡::::¡::::¡=::¡=:¡:::::¡:::::¡::::¡=::¡=:¡:::::¡:::::¡::::¡=::¡=:¡:::::¡::::¡::::::¡:=::¡=:¡:::::¡::::¡::::::¡:::::¡ o.o -1---'-....L....L-.......................¡-'-...........-+-'--'-J-.l-...........................................--l o 20 60 40 80 100 120 Duración de latormenta en minutos - Tr=2 ahos - • • - • Tr=50 anos - - - - Tr=5 a~os ... . . . . Tr=10 anos - . - . - Tr=20 anos - Tr=100 anos - - - - Tr=S00 anos • • .. • • •Tr=1000 años Figura 2. las Curvas 1-D-Tr de la estación climatológica 19049Monterrey DGE se mueslTanenla • --- C lENC lA FJC No. J EN ERO· JUNIO 2010 1000 356.2 276.7 229.8 198.4 175.7 158.4 144.7 133.6 124.3 116.4 109.7 103.8 98.6 94.0 89.9 86.2 82.9 79.8 77.0 74.4 72.1 69.9 67.8 65.9 ,.:,¡; . • ''4 �GUERRA-COBIAN V H .. FERRIÑO- FIERRO A. L.. CAVAZOS-GONZALEZ R. A .. BRUSTER- FLORES 1- L. ~:\ CONCLUS IONES Es indispensable contar con una tormenta de diseño para dimensionar estructuras hidráulicas y una manera de obtener los valores de estas tormentas de diseño es mediante el uso de las curvas 1-D-Tr. Cabe mencionar Q.Ue el método empleado en este trabajo sólo se puede utilizar si se cuenta con datos de un pluviógrafo, para determinar el cociente R, cerca de la estación climatológica donde se encuentra loca lizado el pluviómetro. Se constn~eron las curvas 1-0-Tr para duraciones de la tormenta de diseño iguales o menores Que 120 minutos, bebido a Que los tiempos de concentración de la lluvia para las cuencas urbanas del área de Monterrey, N. L. son, en general, menores Q.Ue 120 minutos. REFERENCIAS Aporicio-Mijores, EJ., (1996), Fundamentos de Hidrología de Superficie, limuso NoriegoEditores, México. 2 Bell, F-C., "Generolized Roinfoll-Durotion-Frequency Relotionships", proc. ASCE, Journolof Hydraulics Div., Vol. 95, No. HYl, 311-327, 1969. 3 Campos-Arando, D. E, (1998), Procesos del ciclo hidrológico, Editorial Universitorio Potosino, México, tercero reimpresión. 4 Chen,C-l, "Roinfoll lntensilyilurotion-frequency formulas", Proc. ASCE, Journol of Hydroulic Engineering, Vol., 1D9, No. 12, poperNo. 18441, 1603-1621 , 1983. 5 Chow, V. T., Moidment, D. R., Moys, l. W., (1994), Hidrología Aplicado, McGrow Hill lnteromericono, Colombia. 6 Escolonte-Sondovol, C. A., Reyes{hóvez, l. (2002), Técnicos Estadísticos en Hidrología, Facultad de Ingeniería, UNAM, México. 7 Goswomi, A. C., "Short Duration Roinfoll Depth-Duration-Frequency Mop of Indio", Proc. of the second lnternotionol Symposium inHydrologic Doto, Fort Collíns, Co., USA, 48-59, 1972. 8 Gumbel, E-J, (l 958), Stotistics of Extremes, Columbio Univ. Press. 9 IMTA, 2000. Extractor Rápido de Información Climatológico (ERIC 11), Instituto Mexicano de Tecnología del Aguo, México. lO Sivopolon, M., Bloschl, G., "Tronsformotion of point roinfoll to oeriol roinfoll: lntensily-durotion-frecuency curves", Journal of Hydrology 204, 150-167, 1998. CIENCIA FlC No.l ENERO - JUNIO 2010 --■ �ESTUDIO COJ\!\PARAT IVO DE DOS METODOS DE PREPARACION DE SOPORTES DE ·1-Al2O, PARA SU IMPREGNACION CON METALES. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ EST UD IO COM PARATIVO DE D OS MÉTODOS D E PREPARAC lÓN DE SOPORTES DE y-Al2 O 3 PARA SU lMPREGNAC ION CON META LES. A. CRUZ- LÓPEZ 1• 0 . VÁZQ\)EZ CUCH ILLO 1• H . A. HERNÁNDEZ )IMÉN EZ2• L. BAUTISTA CARRILLO 1• L. M . TORRES MARTÍN EZ1 ABSTRACT In this work we compare two methods of preporation of Al203• The results by Diffraction of Roy Xhove showed that precursor obtoined by sol-gel method (SG) is bohemite while by coprecipitotion method it is Boyerito. However with both methods is possible to obtoin the y-Al203 ot 600º C. The somple of y-Al203 prepared by sol-gel using ocetic ocid has given the higher surfoce oreo 250 m2.g·1 ond the sorne somple has showed the most porous surfoce by Screening Electronic Microscopy. Finolly, oll the solids hod showed the presence of ocid siteby using the Termodesorption Programmed of NH3. Keywords: y-Al 203, Sol Gel y Coprecipitoción. lNTRODUCClÓN La bohemita (Oxihidróxido de Aluminio, AIOOH) es el principa I precursor utilizado para producir y-Al2 O 3 en polvo, con propiedades controladas y reproducibles, como el tamaño de la partícula, la morfología, el tamaño del poro y la distribución de poro. Por lo tanto, el control y la mejora de las propiedades antes mencionadas es de primordial importancia para potenciar la y -Al 2 0 3 en diferentes aplicaciones, entre ellas, la catálisis. 1 En la bibliografía se han reportado va rios procedimientos de Q.UÍmica húmeda, con base en reacciones en fase líQ.uida , reacciones en fase gas o reacciones hidrotérmicas a altas presiones, con la finalidad de lograr un mejor control del tamaño de la partícuk1 y la morfología. 1• 2 · 3 Varias reacciones en fase líQ.uida como la hidrólisis de alcóxidos de aluminio y la precipitación de soluciones acuosas de sa les inorgánicas se utilizan para sintetizar el precursor bohemita, con propiedades Q.UÍmicas, morfológicas y textura les controladas. 3 Yoldas en 1975, investigó la hidrólisis de aluminio utilizando dos precursores diferentes: butóxido de aluminio e isopropóxido de aluminio, encontrando Q.Ue el precursor de la bohemita (AIOOH) se produce por hidrólisis con agua caliente, mientras Q.Ue la bayerita Al (OH) 3 se precipita a tempera tura ambiente, por medio de la conversión de una fase a morfa. 4 Otro traba jo reporta la síntesis de alúmina utilizando el método de solgel y utilizando como ca talizador acido acético. De acuerdo con el an,í lisis BET. se obtuvo un área específica de 157 m 2.g- 1 ; sin embargo, este valor está por debajo de la ah'.,mina comercial. 5 'Ecomateriales y Energía, Facultad de lngenier/a Civil. Universidad Autóno rm de Nuevo l eó n. Av. Universidad y Av. Fidel \lllásq_uez S/N, Cd. Universitaria. San Nico lás de los Garza, Nuevo León, 66451 México. ' Facultad de Ciencias Químicas, Unive rsidad Autónoma de Nuevo León, Av. Ped ro de Alba S/N, Cd . Universitaria, San Nicolás de los Garza. Nue\'O León, 6645 1 México. *Corresponding autor e-rmil: cruz_lopeza@yahoo.com.m.x ■--- CIENCIA FJC N o.1 ENERO - JUN IO 2010 ,.:,, .•'• �A. CRUZ· LOPEZ. 0. \IAZQlJEZ CUCH I LLO H . A. H ERNANDEZ )1/v\E N EZ. L. BAUTISTA CARRILLO. L. M . TORRE S MARTINEZ ,.:,, • • ''4 El método de sol-gel tarrbién ha sido reportado para la obtención de nanocristales de a-alúmina, de acuerdo con los diferentes ácidos utilizados como catalizadores (ácido tartárico, ácido oxálico y ácido acético) y pudo observarse Que no existen variaciones significativas en el tamaño del cristal (43. 46 y 48 nm). En cambio, el material QJ.Je se sintetizó utilizando ácido tartárico logró obtener la fase de a-alúmina a 925º C. & Dado Q.Ue el método de sol-gel presenta algunas desventajas, debido a la naturaleza de los alcóxidos además del costo elevado y la formación de grietas durante la etapa de secado, se proponen rutas de síntesis más simples utilizando sales inorgánicas, las cuales permiten tener el control de las propiedades Químicas, morfológicas y superficiales. 7 En el caso del método de precipitación. es posible obtener la fase precursora de la y-Alúmina a partir de nitrato de aluminio y un agente precipitante como NaOH. Sin embargo, es importante tener el control de algunos parámetros: como el pH, k1 naturaleza de la sal precursora , así como la secuencia de adición del agente. 8 En otro trabajo se sintetizó la alúmina mediante el método de coprecipitación/digestión a 70º C, pH alcalino y se comparó con una alúmina comercia l (Capta! B) la cual tiene un área específica de 198 m2 .g· 1• De los resultados de fisisorción de Nitrógeno se comprobó Q.Ue por esta ruta se tenían áreas específicas de 220 m2 .b0 - 1. 1 Con la finalidad de sintetizar materiales resistentes a las condiciones reales de reacción, se impregnaron soportes de y-Al2 0 3 con platino y platino-estaño previamente sulfatadas, observando Q.Ue la adición de esta f10 al sistema conduce a un incremento a la estabilidad del catalizador y por consiguiente un aumento a la resistencia a la desactivación. 9 Existen otros reportes sobre la evaluación de sistemas catalíticos soportados en alúmina a diferentes atmósferas de reacción. En el caso del sistema Au/Al 2 0 3 u Au/Si02 , se observó Q.Ue la actividad del sistema fue efectivo en la reducción catalítica selectiva de NOx en condiciones reductoras. En cambio, cuando se trabajó en atmósfera de NH3 , se promovió la reacción a bajas temperaturas. 10 A partir del anterior análisis bibliográfico, aQ.uÍ se propone estudiar el efecto del agente precipitante (método de precipitación) y el efecto del cata lizador (método de sol-gel) con la finalidad de provocar una mejor interacción de las moléculas. para lograr una mejora en las propiedades superficiales y textura les del soporte, con el propósito de establecer una ruta de síntesis Que permita mejorar las propiedades textura les, fisicoQJ.1Ímicas y superficiales, para impregnar una fase metálica. PARTE EXPERIMENTAL Sol-Gel Para la síntesis de los soportes de alúmina por la ruta de sol-gel, se disolvieron 5 g de isopropóxido de aluminio en 291 mi de isopropanol, en un matraz de 3 bocas. En seguida se preparó una solución ácida de acido acético O.O I M la cual se adicionó, gota a gota, con la solución alcohólica, con la finalidad de promover la reacción de hidrólisis. Al terminar la adición, los geles obtenidos se dejaron en reflujo (T =80º C) con agitación vigorosa durante 20 horas. Posteriormente, se dejaron reposar los precursores de alúmina por 2 días. CIENCIA FIC No.! ENERO - JUN IO 2010 --■ �ESTUDIO COJ\!\PARAT IVO DE DOS METODOS DE PREPARACION DE SOPORTES DE ·1-Al2O, PARA SU IMPREGNACION CON METALES. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Una vez QJ.te se recuperan los sólidos, se filtran y se lavan con 2-propa nol. Los sólidos húmedos se coloca ron en la estufa para secarse a 100º C, durante S horas, para finalmente calcinarlos a 600º C, durante S horas, con una ve locidad de calentamiento de 2º C por minuto. Coprecipitoción Los soportes de alúmina preparados por el método de coprecipitación emplean I Sg de nitrato de aluminio disueltos en S00 mi de agua a 30º C. Una vez Que el nitrato de aluminio se ha disuelto completamente, se agrega, gota a gota, en un recipiente de 2 litros, en el cual previamente se habían colocado 200 mi de agua a un pH de 12, con la fina lidad de precipitar al aluminio. Una vez terminada la adición de sales de a lurninio, la solución se dejó reposar por 2 días en completa agitación para posteriormente filtrar a vacío y lava r con agua destilada. Los sólidos húmedos se colocaron en la estufa para secar a 100º C, durante S horas, para finalmente calcinarlos a 600º C, durante S horas, con una velocidad de calentamiento de 2º C por minuto. La caracterización estructural de los materiales sintetizados se realizó utilizando la técnica de Difracción de Rayos-X en Polvos (XRD) en un difractórnetro Bruker íV\odelo D8 Advance. Las características superficiales y textura les de los diferentes catalizadores se realizaron en un eQJ.tipo Quantachrorne NOVA 2000e, utilizando la técnica de Fisisorción de Nitrógeno. Aunado a los análisis anteriores, se rea liza ron Análisis T érrnicos (TDMGA) de las muestras frescas en un eQ.uipo SDTQ600, ajustando una velocidad de calentamiento de 1Oº C / h y una atmósfera de N2 • Para conocer la superficie del sólido fue necesario el uso del microscopio electrónico de barrido modelo NIST SRM 2687. Finalmente, para determinar la naturaleza del soporte, se realizó un análisis de Terrnodesorción Programada de NH 3 • RESULTADOS Y DISCUSIÓN Difracción de Rayos X En k, figura 1 se presentan los resultados de difracción de rayos X para la síntesis de y -alúmina por la ruta de sol-gel. utilizando ácido acético corno catalizador. En la figura IA es posible comprobar la formación de la bohernita a 100º C, ya QJ.te las señales características del material preparado coinciden con las reflexiones de las bases de datos Difract plus Evaluation. En esta misma figura se presentan los resultados del precursor obtenido por la ruta de coprecipitación. Corno se puede observar, las señales características corresponden a la bayerita, segt'm la base de datos mencionada arriba. En k1 figura 2 se presentan los resultados del y-Al 2 0 3 calcinada a 600º C. Ahí se puede observar Que los polvos tienen las señales características de k, y-alúmina ; sin embargo, el material es amorfo. Para los sólidos obtenidos por coprecipitación y calcinados a la misma temperatura, se puede comprobar QJ.Je se obtienen las seí'1ales características de la y -alt',rnina: sin embargo, se tiene una mejor definición, en comparación con los polvos obtenidos por Sol-gel (véase Figura 2b). ■--- CI ENCIA FJC No.1 ENE RO · JUN IO 20 10 ,.:,¡; .•'• �A. CRUZ·LOPEZ. 0. \IAZQlJEZ CUCH I LLO. H. A. H ERNANDEZ )1/v\ENEZ. L. BAUT I STA CARR ILLO . L. M. TORRES MARTINEZ ,.:,¡; • • ''4 b oh e mita • so 1-g el-H OAc 9 . , .. ~ . . . . . . . . . - ... ,. , ••. , .....u.,,, •. ¡¡,. 9 ··.-· - - - · ..... . ~ ......... ,. .. ~ ................ , . ' ' ~ (o) (b) Figuro 1.-Resultodos de difracción de royos Xdel soporte de precursores de Al203 preparado por diferentes rutas de síntesis ysecados o lO0ºC. o) Sol-Gel, b) Coprecipitoción. c o pre c ip it ac i ó n 60 0 Al2O3-sol-gei-HOAc-600 ........o..,. ~ ~ ,~ ...... ~ !• o,i,.,,~ .,,-.; .... ~........ (iJ , ,,.,., ,, • .,..,........ ,......... 'I, ... ,P<.hn-.... >-• w. ,,_, WlltL!> .......... ..,, "' •• < • ...~ , 1•~ l.+ 1 , . . . . ~, - ,,,_,._ "' ,...,._ > O<• C) :-;.:::.: ',. ti/ • • ,. :·.. ...... • ....... .. ' .. ~ .. J ...,. .... r "" ,.. ,, '" ...... (o) (b) Figuro 2.- Resultados por difracción de royos Xde los soportesde y·Alp 3 calcinados a 600º Cdurante5 horas. al Sol·Gel, b) Coprecipitación. Análisis Térmicos Al efectuar los análisis térmico gravimétrico (Figuras 3 y 4, línea verde) de los precursores obtenidos por sol-gel y coprecipitación, se ve Que presentaron pérdidas en peso de alrededor del 40%y la mayor parte se llevó a cabo a baja temperatura (véase Figura 3). Del an,'Ílisis térmico diferencial (línea azul) para ambas rutas de síntesis se observan diferencias importantes; ya Q.Ue, por el método de sol-gel sólo se presentan dos picos endotérmicos correspondientes a la evaporación de alcohol y deshidratación de la muestra entre 75-100º C y la segunda señal endotérmica se presentó alrededor de 430º C y se atribuye a la eliminación de agua estructural. Con este análisis se comprobó Que el soporte de alúmina es estable a temperaturas por arriba de 700º C. Para el precursor obtenido por coprecipitación Con el an,'Ílisis térmico diferencial (Figura 4 línea azul) se pueden observar tres seña les importantes: la primera seña I endotérmica se presenta a !rededor de 7 Sº C y CIENCIA FIC No.! ENERO - JU N IO 2010 --■ �ESTUDIO COJ\!\PARAT IVO DE DOS METODOS DE PREPARACION DE SOPORTES DE 't·A12O, PARA SU IMPREGNACION CON METALES. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Que está relacionada con la deshidratación de la muestra. La segunda serla! se presentó a!rededor de 27 5º C y se atribuyó la atribuimos a la evaporación de amoniaco y la tercera señal, alrededor de los 450º C, indica la transforrmción del precursor Bayerita a la fase y-alúmina. Con este análisis se comprobó ~•e el material es estable a temperaturas por arriba de 550º C. J;¡m ~l(I ~ li:0$ fl.l ') tl M ~I»! l;!tC: 9 ~U~ rno ( DSC-TGA mo \SOT\111 ,;,ioMJt O) U\J t ll\ 1,1~0• GO 1 O!Hl't!W f r JAI; Ru" Ool • : 1:> -Sa ¡,,2 CO;>(líl ~2 U •-.,.. • d R• m1> ~•1N"l•nl: sor Oíua w 1 &u ,1<1 ->íl >00 ~ - - - - - - - - - - - - - - - - , : : : : = =¡-'(I.CHI " " + - - - - ~ - - ~ - - ~ - - ~ - - ~ - -+.. , 01s O 100 "l! O 000 &00 100 0 HOO f e m ¡,e ~ l...-e ('>C ) Figura 3.·Resultados obtenidos de los análisis térmicode los soportes de alúmina preparados por Sol-Gel empleando ócido acético comocatalizador. s, rn,p!c· o ~~c,11., rt, C !\H\\!1010¼ OT 'tl, Ol< o'>e f )C lllf HJI O~c •Uu: f J ....'J D SC -TG A S e • : 1i.1J,$O "' ~ 1.1 ♦,h ot•lh "I' 1'¡11~ ll n •· n ,Nov,;-e1>1 1-,•01 i'>flf~ m Q~1: $ Ol 0~00 V & 1 $ 11114 1H 00 0 ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - ~0J) t .$ (l ¡) Jt) 1C o, +,---~¡,----,~,---,-,,- - - ~.,-, - - - - + l l(i l OH Tt lfl l)~fOt111c ("C) Figura 4.-Resultados de onólisis térmicos del precursor de alúmina preparadopor coprecipitoción. Fisisorción de Nitrógeno En la tabla I se presenta urla comparación de las áreas especifkas de los materiales preparados por vía sol-gel y por coprecipitación. Para el caso de la y-alúmina, preparada por coprecipitación, se obtuvo un área específica de 141 m2 .g· 1: en cambio, por la ruta de sol-gel, el mejor soporte presentó un área específica de 252 m2 .g· 1• En consecuencia, con este resultado se evidencia Q.Ue el método de sol-gel mejora las propiedades textura les del soporte, como consecuencia de lllla mejor interacción de los reactivos durante la reacción. De acuerdo con los resultados de distribución del tarmño del poro, se pudo confirmar Que los rmteriales presentan poros en el intervalo de 5-1 O nm. Lo cual los describe como materia les mesoporosos. ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUN IO 2010 ,.:,¡; .•'• �A. CRUZ·LOPEZ. 0. \IAZQlJEZ CUCH I LLO. H. A. H ERNANDEZ )1/v\ENEZ. L. BAUTISTA CARRILLO. L. M. TORRES MARTINEZ ,.:,¡; • • ''4 Tablo1.-Resultodos obtenidos del análisis de fisisorción de N2 de lo soportes. , Síntesis Sol-Gel Coprecipitación Temperotura (º() 600 600 Area superficial (m2.g·l) 252 141 Tamaño de poro (nm) 7 6 Volumen de poro (cm3g·l) 9.724E-01 8.058E-01 Microscopía electrónica de barrida En la figura 5 se presentan los resultados de microscopía electrónica de barrido de los soportes preparados por coprecipitación y Sol-Gel. Las figuras SA y SB, QJ.1e fueron preparados por sol-gel. presentan una topografía semi-porosa, pero ml!)' similar entra ambas; en contraste, el soporte preparado por coprecipitación presenta un tamaño de partícula mayor q_ue 100 µm. Lo anterior evidencia q_ue la ruta por sol-gel presenta una mayor área superficial. (a) (b) (e) Figuro 5.-Microgrofíos obtenidos poro los soportes de alúmina preparados por sol gel y coprecipitoción. o) Ácido acético, b) Ácido nítrico yc) Coprecipitoción. Desarción a Temperatura Programada de NH3 Del análisis de deserción a temperatura programada de NH3 se comprobó q_ue los soportes de alúmina poseen naturaleza ácida (Véase Figura 6). Sin embargo, esta naturaleza ácida se presentó en dos regiones. La primera zona de deserción de NH 3 se presentó en el intervalo de 100 a 300º C y corresponde a sitios ácidos débiles. La segunda se presentó a mayor temperatura (400-600º C) y corresponde a sitios ácidos fuertes ya q_ue reQJ.Jieren mayor energía para ser liberados. Con este resultado es posible podemos establecer QJ.Je las reacciones Químicas q_ue se deseen llevar a cabo sobre k1 superficie de estos materiales, debe tener una afinidad, de lo contrario existe poca probabilidad de éxito. CIENCIA FIC N o.! ENERO - JUN IO 2010 --■ �ESTUDIO COJ\!\PARAT IVO DE DOS METODOS DE PREPARACION DE SOPORTES DE ·1-Al2O, PARA SU IMPREGNACION CON METALES. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3)0 100 400 &JO Ten-.,ernturn rq EOO 700 800 Figura 6.-Resultados del análisis dedesorción otemperatura programadode NH3, de los soportes preparados por sol11ely coprecipitación. Caracterización del catalizadores dopados con platino (Pt) Para identificar la distribución de platino y el tamaño de las partículas de Pt en los soportes de Al2 O3 se realizó un a11<1lisis de microscopia electrónica de barrido. En las Figuras 7A se muestra el soporte cargado con Pt y se compara con el soporte (Figura 78). Como se puede observar, la primera fotografía muestra tamaños de grano mís grande Q.ue el soporte. Sin embargo. por las características del e~iipo utilizado, además de las carga de platino. no fue posible por esta técnica ver la distribución del meta l noble. Cataliza.dor 1% Pt Figuro 7. Micrografías del catalizador calcinado o600º C/ 5 h. a) l%Pt/ Al203, b) Al203• CONCLUSIONES Por medio del análisis de DRX se comprobó la formación de y-alúmina a 600º C para coprecipitación y Sol-Gel (HOAc.). ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO · JUN IO 2010 ,.:,¡; .•'• �A. CRUZ LOPEZ. O. VAZQYEZ CUCH I LLO H A. H ERNANDEZ )1/\\ENEZ. L. BAUTISTA CARRILLO. L. M. TORRES MARTINEZ ,.~, • • ''4 Se evidencia un efecto del tipo de catalizador utilizado durante la síntesis por Sol-Gel. Utilizando ácido acético se logra la obtención de la y-alúmina desde 550º C, mientras Q.Ue con ácido nítrico se retarda la formación de k1 fase. De los análisis de flsisorción de N2 se observó una área específica de 252 m2 .g- 1 a 600º C cuando se utilizó como catalizador ácido acético, con respecto a la síntesis por coprecipitación 141 m2 .g -1• Mediante los análisis térmicos se confirmó Que para arrbos métodos de síntesis del soporte posible obtener la y-alúmina a temperaturas menores Q.Ue 600º C. Los análisis de desorción a temperatura programada-NH 3 confirman la presencia de sitios ácidos en la superficie de la y-a lúmina. Por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) se observó Que a 600º C hay diferencia en la topografía de la y-alúmina preparada por coprecipitación y por Sol-Gel. Los soportes de y-alúmina preparado por coprecipitación presentan partículas mayores Q.Ue I 00µm mientras Q!Je los sólidos preparados por sol-gel presentan una superficie sólida porosa. REFERENCIAS 1 2 3 4 5 H. Potdar et al., Synthesisof nano-sized porous y-alumina powder via aprecipitation/digestion route, Applied Catalysis A: General, 32 1, (2007), 109-116. L. Guangshe et al., Synthesis and thermal decomposition of nitrate-free boehmite nanocrystals by supercritical hydrothermal canditions, Materia Is Letters, 53, (2002), 17 5-179. S. Music et al., Hydrothermal crystallization of boehmitefrom freshly precipitated aluminium hydroxide, Mater. Lett. , 40, (1999), 269-274. B. Yoldas et al., Alumina gels that form porous transparent Al203, Mater. Lett,. l O, (197 5), 1856. M. Seung et al., Synthesisof thermo-estable high surface orea alumina powder from sol-gel derived boehmite, Materials Chemistry and Physics, l 04, (2007), 51-56. H. Gocmez et al., Low temperatura synthesis of nanocrystalline y-alumina by a tartaric acid gel method, Material Science and Engineering 203, (2007) ,234-236. 7 D. Mishra et al., Hydrothermal preparation and characterization of boehmites, Mater. Let., 42 (2000) 38. J. Hochepied et al., Effect of the mixing procedure on aluminium (oxide)-hydroxide obtained by precipitation of aluminium 8 nitrate withsoda, Mater. Lett, 57, (2003), 2817-2822. G. Corro et al., lmproved sulfur resistance of pt-Sn / y-alumina catalysts for C3H8-N0-02 reaction under lean conditions due 9 to Pt-Sn surface interactions, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 228, (2005) , 275-282. J. Goo et al., Effects of N02 and S02 on selective catalytic reduction of nitrogen oxides by ammonia, Chemosphere, 67, 10 (2007), 718-723. 6 CIENCIA FIC No.! ENERO - JUN IO 2010 --■ �NOT ICIAS .. NOTICIAS LA SOCIEDADMEXICANA DE INGENIERIAESTRUCTURAL Tiene el ogmdo de invitarlo al 111Simposio de &lificios ydiseño de Eshucturos Prefob,icodos Curso Anánsis y Diseño de Estructuras Prefob,icodos Que se llevara ocabo del 25 ol 27 de febrero del 201Oen el Hotel Comino Real Tuxtlo Gutiérrez, Chiapas. Pmo moyo, información Ano Nosser. Sociedad Mexicano de Ingeniería Estructural, A.C. Teléfono: (SS) 55.28.59.75 fax: (01 55) 55 28 59 75 Correo electrónico: smie l@prodigy.net.mx SMIE Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C ACI SPRING 201 OCONVENTION Sección Noreste México del ACI Se invito oprofesores, alumnos, profesionales de lo industriodel cemento y conaeto ypublico en gene,ol olo Convención de P,imovero del ACI, que se celebrara en Chicogo, IL, E. U.los días 21 de marzo ol 25 de marzo. 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Poro mayor información: http://www.consec10.com/index.php ■'---- CIENCIA FIC No. l ENERO - JUNIO 2010 �é NOTICIAS UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN Facultad de lngenie1ía Civil Subdirección de Estudios Posgroda Acontinuación se presentan los Programas de Posgrado de nueslloDependencia: Doctorodo en lngenie1ío de Materiales de Construcción y Esllucturos* Moestrio en Ciencias con orientación en: Materiales de Consllucción* lngenie1ío Estructural lngenie1ío Ambiental Moestrio en Ingenieríacon orientación en: lngenie1ío Estructural Ingeniería Ambiental lngenie1ío de Trónsitoy Transporte Hidrológico Subtenónea *Programas inscritos al Padrón Nocional de Posgrodos de Calidaddel CONACYT. Poro mayorinformación: Dr. Pedro Leobmdo Voldez Tomez Subdirector de Estudios de Posgrado eInvestigación Teléfonos/Fax : (81) 8332-1902 ;(81)8376 3970 Correo elecllónico: Posgrado e Investigación: pvaldez@fic.uonl.mx subpos@fic.uonl.mx http://w1wi.ingenieriocivil.uonl.mx/esp/posgrodo/principol/ ConsejoNocional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) http://w1W1.conocyt.mx/ http://w1W1.conocyt.gob.mx/becas/Aspirontes/Becas_AspirontesPois.html Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologfa CIENCIA FIC No.1 EN ERO - JUNIO 2010 - -• �NOT ICIAS .. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DEINGENIERÍACIVIL SUBDIRECCIÓN DE ESTUDIOS POSGRADO COORDINACIÓNDE EDUCACIÓNCONTÍNUA CURSOS DE ACTUALIZACIÓN PROFESIONAL201 O CURSO DE A CURSO DE A Audito,íolé(nicode ConstruccióndeObm Público 3-nov 7-nw Esrudios, Proyectos yTmmítoción de V-IViendo 9-oct 6-oov Uso de Nuevos hloteóoles po10loConstrucción 10-nov 14-nov Geodesia 11-oct 15-oct ConseJVOciónde Autopistas y/oConeteras 24-nov 28·nov lobomto,iode Mecánico de Suelos 1 18-oct 22-oct El Peritaje Topog,ófico l 8i!OV 22-nov Diseñode Pavimentos flexibles 25-oct 30-Cct ControlTopog¡áficoenObmCivil 23·nov 27-nov Sistemas de lnforma<iónGeogrófico 1-nov SilOV Proyecto de Akontorillodo 8-dic 12-dic PmyectoyObroCivil de lnstolociones Hospitoloños 6-nov 4-dic Proyecto de lnstolociones Hid1óulicos poroEo4icios 1-dic 5-dic Diseñode Estructuras de Concreto Relo,zodo 8-nov ]2ilOV Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) !Heb 12-feb Administración de Contratos de ObmPúbico 16-nov 20-nov Proyecto de SisteJOO de Aguo Potoble 22-feb 26-feb ValuacióndeInmuebles U1bonos 22ilov 26-nov Diseño de h\ezclos Asfálticos l·mor s-.oo, Normas fé(nicos Complemento1ios poro DiseñoyConstrucciónde Estructuras Metálicos 29i!OV 3-dic Controlde Colidoden Mezclas Asfólticos 22-ma, 26-nlor lobomto,iode h\ecónico de Suelos 11 13-dic 17-díc Diseño de Emulsiones Asfálticos yPolímeros /Aodaicodores 12-obr 16-obr Estooios de Impacto Vid 26-obr 30.0hr Violidod Urbano 27-cbr 6-JOOy Introducción olo Adminislioción poro lo looustriode lo Construcción 3-moy 7100y Proceso de Liátoción deObro Público l7·moy 21-moy Introducción alAnálisis de Precios Unitarios 7-jun lliJn Análisis, Diseño yOpe,aciónde Sistemas de Abastecimientode A¡¡uo Potablecon énfasis enredes de distribución 14iun l8iln Diseño por viento 9-ogo 13-ogo Lewntomientos Top091óficos 23-ogo 28-ogo Topogrofio Modemocon Est0<iónTotal 30-ogo 3-sep Desmrollodorde Viviendo 51ep l01ep ObmporAdministración 20-sep 24-1ep Análisis Estructuro! 25-sep 23-oct AnálisisyDiseño de Cimentociones 4-oct 8-oct Incluyen: · tnstrllCcioo {onstoncio de osistencio ·1/~nucl de apuntes · Ejercioo5 Atenlamente, 'ALERE FAMMAM YERITATIS' /,\.l. luis l,\onuelA,ondo /,\oltez DIREODR Costos: · Alumos de lo fl( · Alumnos '/ Maestros de lo UAll l · Externos okl UAHl • Todo5 los 011w1 son de 20 ho!o1 ' lunes o\/',emes de 17:00 o21:00 lloros 01. Ped,oL. Voldez lomez SUBDJRl{!OR DE POSGRADO EINVffilGAOÓN M.C. Edgm Amou,i Arteogo Bolderos COORDINADOR DE IOUCA(IÓII (ONIÍNUA ■'---- C l ENC l A FfC No. l ENERO - JUNIO 2010 S800.00 S1,600.00 S2.800.00 �INFORMACIÓN PARA AUTORES --------- • INFORMACIÓN PARA AUTORES Acontinuación se presenta la guía para redacción de los artículos. 1. Extensión eidioma de documentos Los trabajos deberán presentarse en español o inglés entre 5 y 12 páginas incluyendo el resumen, tablas, gráficas eimágenes. 2. formato El artículo será presentado en tamaño 21.6 x 27.9 cm (carta). El margen superior e inferior deberá ser de 2.5 cm, el izquierdo de 3cm y el derecho de 3cm. 2.1 Título Máximo 2 renglones, tipografiado en altas y bajas, tipo Arial a 14 puntos, con interlínea normal y centrado. 2. 2 Autor o autores Nombre o iniciales y apellidos, de acuerdo como deseen sean publicados. Tipografiado en altas y bajas, tipo Arial o 12 puntos, en negritas. Al final de cada nombre se colocará un número superíndice para especificar su adscripción. 2.3 Adscripción Colocarla al pie de página; incluir su filiación, departamento o Cuerpo Académico oque pertenecen, correo electrónico y número telefónico. Al inicio, colocar un superíndice en negritas para correlacionarlo con el autor, tipografiado en altas y bajas, tipo Arial o 1Opuntos, con interlínea normal y alineación a la izquierda. 2.4 Resumen Deberá presentarse de manera concisa sin extenderse demasiado en detalles. Se colocara tanto en español como en inglés, con un mínimo de 100 palabras y un máximo de 300 palabras (cado uno). Tipografiado en altos y bajas, tipo Arial a 1Opuntos, con interlinea normal y justificado. 2. 5 Palabras clave Representarán los términos más importantes y específicos relacionados con la temática del articulo. Se colocarán debajo del resumen (o abstract) respectivamente, con un máximo de 5 palabras. Mismo estilo de texto que el resumen. 2.6 Cuerpo del texto Auna columna, con tipografía en altas y bajas, tipo Arial a 11 puntos, interlínea normal y justificado. Se procurará que la redacción sea lo más concisa posible, con los siguientes apartados: 2.6.1 Introducción Deberá suministrar información suficiente que sea antecedente del tema desarrollado, de tal forma que permita al lector evaluar y entender los resultados del estudio sin necesidad de tener que recurrir a publicaciones previas sobre el tema. Deberá contener además, las referencias que aporten información sobresaliente acerca del tema y evitar presentar una revisión exhaustiva. 2.6.2 Metodología o parte experimental Deberá describir el diseño del experimento y contener suficiente información técnica, que permito su repetición. En esto sección deberá, pre· C IENC IA FIC No.1 ENERO· JUNIO 2010 --■ �INFORMACIÓN PARA AUTORES --------- e sentarse cualquier condición que se considere relevante en el estudio. También, deberán presentarse las técnicas olos métodos empleados. No deberán describirse detalladamente las técnicas ométodos de uso general; la descripción de métodos deberá limitarse aaquellassituaciones en que éstos sean novedosos omuy complicados. 2.6.3 Resultados y discusión Esta sección deberá contener los resultados de los experimentos y la interpretación de los mismos. Losresultados deberán presentarse con un orden lógico, de forma clara y concisa, de ser posible en forma de tablas ofiguras. Deberá evitarse presentar figuras de resultadas que quizás podrían tener una mejor presentación en forma de tablas y viceversa. Cuando sea necesario presentar figuras ofotografías, su número deberá limitarse a aquellas que presenten aspectos relevantes del trabajo o de los resultados del experimento. Si se utilizaron métodos estadísticos, solamente deberán incluirse losresultados relevantes. 2.6. 4 Conclusiones Deberán emanar de la discusión y presentarse en forma clara y concisa. 2.6.5 Reconocimientos Incluir el reconocimiento a las instituciones o personas que suministraron los recursos, así como del personal que dío asistencia durante el desarrollo del trabajo. 2.6.6 Referencias bibliográficas Deberán citarse en el artículo con un número al final del párrafo (a 1). Deben estar numeradas y aparecerán en el orden que fueron citadas en el texto, con la siguiente información: Autores o editores, titulo del articulo, nombre del libro o de la revista, lugar, empresa editorial, año de publicación, volumen y número de páginas. 2.6.7 Tablas, gráficas, imágenes, figuras y fórmulas Deberán ser numeradas secuencialmente cama aparecen en el texto, con números arábigos y haciendo referencia a ellos como Tabla 1. A, fórmula 1. B... etc. Tipografiado en altas y bajas, Arial a 1Opuntos y cursiva con interlineado normal. En el caso de tablas, el titulo deberá indicarse en la parte superior. En el caso de las gráficas, imágenes y figuras, su titulo debe colocarse en la parte inferior y deberán tener calidad para impresión láser. Las gráficas, imágenes y figuras deben ser también incluidas por separado, sin editar y en su resolución original. 3. Responsabilidad y Derechos de Autor El contenido de los articulas firmados es únicamente responsabilidad del autor(es) y no representan necesariamente los puntos de vistade los editores. El material impreso puede reproducirse mientras sea sin fines de lucro y citando la fuente. 4. Envío de artículos Los artículos deberánser enviados alos editores alas siguientes direcciones electrónicas: pedro.valdeztz@uanl.edu.mx gerardo.fajardosn@uanl.edu.mx óentregados en la Coordinación de Investigación de Instituto de Ingeniería Civil de la facultad de Ingeniería Civil de la UANL. ■--- CIENCIA FJC No.1 ENERO - JUN IO 2010 �NOTAS ------------- e NOTAS C IENC IA FIC No.1 ENERO - JUNIO 2010 --■ �NOTAS ■'---- C IENC IA FIC No. l ------------- ENERO - JUNIO 2010 e �CICLO DE SEMINARIOS DE INVESTIGACIÓN UNIVERSIDAD AUTÓMONA DE NUEVO LEÓN ' ,. fi~· FACULTAD DE I NGENIERÍA CIVIL ·~ .,j • $ SUBDIRECCIÓN DEESTUDIOS DEPOSGRADO EINVESTIGACIÓN ,•, ;.>•• CALENDARIO ENERO - JUNIO 201 O Seminaria Ponente Efecto del ogrietomiento en la determinaciónde las deflexiones de vigas conti· nuasdeconcreto parcialmentepresforzodo con tendones no adheridos_ MC. Adolfo Arturo Elías Chóvez Doctorado en Ingenieríade Materiales deConstrucción y Estructuras Simulación hidrológico deríoEscondido utilizando datosdeprecipitoción estimadospor rodar. lng. Francisco MagañaHernóndez CI RA·FocultaddeIngeniería Universidad Autónoma del Estado de México 11 Análisisdela arena de fundición de oluminio gastada en concretos sustentables con ceniza volanteactivadamecónicomente. lng. Jorge Alberto Jacques Moestría enCiencios con Orientación enMateriales deConstrucción 17 (Miércoles) CONFERENCIA MAGISTRAL Prof. KyuchiMaruyama Universidad de Nagaoko 18 CONFERENCIA MAGISTRAL Prof. Dale P. BenlZ Nationallnstituteof Stondardsand Technalogy 15 Comporación demétodos anolíticos para el diseño de puentes curvos obase de trobes y !osos deconcreto. lng. Wolter Ornar Vélez Rodríguez Maestría en Ciencias enlngeniería estructural 22 Eliminoción degosesde tipo invernaderomediante técnicos foto cotalíticos empleando nanoestructuras deSi01 dopadocon Ge, Ga yLn: Experimentoye studio por teoría del funcional de la densidad(DFI). lng. Jasé deJesús Quijano Briones. Moesl!íaen Ciencias con Orientación en IngenieríaAmbiental Métodosparo la evaluación de puentes vehiculares. lng. Ricordo GallardoRodriguez Maestria en Ciencias enlngeniería estructural Modelo onalítico del comportamientodemuros de mampostería confinada sujetos acorgaslateroles. lng. Jafet Escobar Martínez Maestría en Ciencias enlngeniería estructural Conl!acción enmateriales cementantes fibroreforzodos. lng. Sandro NayeliMonroyLazcono Maestría en Ciencias con Orientación enMaterialesdeConstrucción ReduccióndeC01 hacia productosdealto valor agregado. L.M. Adrián Trejo Osario Maestría en Ciencias con Orientación en Ingeniería Ambiento! Fecha Febrero Marza Abril 29 Mayo 13 Coordinador Dr. Gerordo Fajardo San Miguel gfojardo@fic.uonl.mx Tel: 83524969ext. 288 Lugar: Auditorio lng. Manuel Mortínez Carranza, FIC Horario: 17:00-1 8:00 �REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA ,,. FACULTAD DE INGENIE RIA CIVIL UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN No. l SEMESTRAL ENERO - JUNIO 2010 "NEZAHUALCÓYOTL Y El AGUA". MURAL UBICADO tN EL ~RON'( 1s1•1c 10 DE lt\ FACU LTAD DE INGEN I ERIA CIV IL DE LA Ut\NL. REt\LIZADÓ l'OR tl ESCU LTOR FtDERICO CAN rú tN 1%2. CIENCIA FIC · 11 - ;,.J z . ,d. NO.I ENERO· JUNIO 20!0 ISSN: EN TRAMITE de . g ., e, ? "Educación de calidad, un compromiso social" Cd. Universitaria S/N, Apdo. Postal No. 17 San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México, C.P. 66450 Tels. y Fax: (81) 8376 3970, 8332 1902 www.ingenieriacivil.uanl.mx 2010. Bicentenario de la Independencia, Centenano de la Revolución Con orgullo umversitano festejamos México � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia FIC : Revista de divulgación científica y tecnológica Description An account of the resource Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la Facultad de Ingeniería Civil de la UANL. Es una publicación tetramestral que difunde temas como materiales, concreto, efectos de la arquitectura, uso de suelo, economía, sustentabilidad, etcétera Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia FIC : Revista de divulgación científica y tecnológica Año de publicación El año cuando se publico 2010 Número Número de la revista 1 Mes de publicación Mes cuando se publicó Enero-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Tetramestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1753745&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia FIC, Revista de divulgación científica y tecnológica, 2010, No 1, Enero-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource Valdez Tamez, Pedro Leobardo, Coordinador de Investigación FIC Subject The topic of the resource Materiales de construcción Ingeniería civil Concreto Efectos de la arquitectura Sustentabilidad Description An account of the resource Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la Facultad de Ingeniería Civil de la UANL. Es una publicación tetramestral que difunde temas como materiales, concreto, efectos de la arquitectura, uso de suelo, economía, sustentabilidad, etcétera Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ingeniería Civil Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Fajardo San Miguel, Gerardo, Editor Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/01/2010 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020076 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. San Nicolás de los Garza, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Dilatancia Drenaje urbano Huracán Emily Índice relativo de dilatancia Lucuación Período de retorno Presa Rompe Picos Rellenos hidráulicos Río Santa Catarina Tormenta de diseño