Ingeniería

Intensidad de arias y duración significativa en análisis dinámico de estructuras

Resumen El uso de procedimientos y metodologías estandarizadas para realizar análisis dinámico no lineales (ADNL) está en aumento. En este tipo de análisis, varios de los criterios pueden ser definidos de forma arbitraria o seleccionados a criterio del experto, tal es el caso de la selección de los acelerogramas a ser utilizados como dato de partida para el ADNL. Es evidente que una selección inadecuada de los parámetros de entrada, incluyendo las acciones sísmicas, generaría resultados poco realistas y sin sentido físico. En este sentido, el presente estudio tiene como objetivo analizar la influencia de la intensidad de Arias (IA) y la duración significativa (Da5-95) en la selección de registros de aceleración compatibles con un espectro de diseño objetivo para la realización de ADNL. De forma particular, se estudia la variación del daño estructural de un edificio a partir de cuatro acelerogramas, con diferentes IA y Da5-95, ajustados al mismo espectro de diseño. Los resultados demuestran diferencias significativas en el daño esperado. Los registros con mayor intensidad de Arias y duración significativa produjeron un daño estructural mayor a pesar de disponer de espectros de respuesta equivalentes. Se concluye que es relevante considerar estos parámetros sísmicos en la selección de acelerogramas para su uso en ADNL.

Abstract The use of standard procedures and methodologies for nonlinear dynamic analysis (NLDA) is increasing. In NLDA guidelines, many aspects are open to expert judgement and alternative interpretations can be adopted, such is the case of the selection of the input ground motions. Inappropriate selection of seismic actions can lead to unrealistic results. This study aims to analyse the influence of the Arias intensity and the significant duration of spectral matched records on NLDA. Particularly, variations in the damage of a building were studied using four different accelerograms adjusted to a specific design spectrum. Results have shown significant differences in the expected structural damage. Records with larger Arias intensity and significant durations resulted in a greater structural damage, even though they all share an equivalent response spectrum. It is concluded that these parameters should be also taken into account in the selection of design ground motions for NLDA.

Evaluación de factores de corrección para estimar incertidumbres de distribuciones triangulares con intervalos de cobertura del 95%

Resumen Recientemente, la estimación de incertidumbre se convirtió en un requisito metrológico de gran interés para el reporte de inventarios de gases de efecto invernadero en Costa Rica. En este contexto, una guía metodológica del Programa País de Carbono Neutralidad ha surgido como base para el desarrollo local de esta temática. Sin embargo, algunos aspectos de su contenido requieren esfuerzos adicionales que permitan brindar una explicación técnica clara que justifique su implementación. El presente estudio evalúa la validez del uso de factores de corrección (FC), propuestos por esta guía, que amplían la incertidumbre estándar estimada mediante el ajuste una distribución triangular, en presencia de un intervalo de cobertura del 95 %. Para ello, se simularon 3124 escenarios de distribuciones triangulares utilizando el software estadístico R y se les estimó una incertidumbre estándar considerando que los límites simulados delimitan un intervalo de cobertura al 100 % (u100) y un intervalo de cobertura al 95 % (u95), evaluando además dos posibles interpretaciones sobre la ubicación de este último. Los FC se estimaron para cuatro grupos como las razones promedio entre u95y u100. Se obtuvieron FC entre 1,20 y 1,29, con un valor global de 1,25 y sin presentarse diferencias significativas entre ellos. Estos valores son altamente consistentes con los recomendados en la guía metodológica nacional, comprobando así su validez y aplicabilidad. Finalmente, se sugiere el uso de un único FC igual a 1,25 como aproximación simple y práctica para todos los escenarios evaluados, facilitando su implementación homologada por los usuarios.

Abstract Recently, uncertainty estimation has become a metrological requirement of great interest for the reporting of greenhouse gas inventories in Costa Rica. In this context, a methodological guide published by the National Carbon Neutrality Program has emerged as the basis for the local development of this issue. However, additional efforts are still pending to provide a clear technical explanation that justifies the implementation of some aspects of its content. The present study assesses the validity of the use of correction factors (FC), proposed by this guide, that enlarges the standard uncertainty estimated from a triangular distribution, in the presence of a 95 % coverage interval. To achieve this, 3124 triangular distribution scenarios were simulated using R statistical software. Two standard uncertainties were estimated for each scenario: one considering that the simulated limits delimit a 100 % coverage interval (u100) and another considering a 95 % coverage interval (u95), with two possible interpretations about the location of the interval for the latter. FC were estimated for four groups as the mean ratio between u95 and u100. Results between 1.20 and 1.29 were obtained for FC, with a global value of 1.25 and no significant differences between them. These values are highly consistent with those recommended in the national methodological guide, thus verifying their validity and applicability. Finally, a unique FC equal to 1.25 is suggested as a simple practical approximation for all the evaluated scenarios, easing its implementation by users.Keywords:

Inventario de humadales para protección costera (IHPC): una herramienta para la gestión costera en Costa Rica

Resumen Costa Rica cuenta con aproximadamente 1 500 km de costa en los cuales se localizan humedales que ofrecen una gran variedad de servicios ecosistémicos, entre ellos, la protección costera. La cuantificación de este servicio requiere investigación en estos humedales, siendo necesario tener un inventario que ofrezca tanto su localización como sus características físicas y las de su entorno. Este tipo de inventario no existe específicamente para los humedales costeros del país, por lo que el objetivo de este trabajo es generar la primera versión de un inventario de humedales que ofrecen protección costera en Costa Rica. Se tomó como base el Inventario Nacional de Humedales (INH) y una cartografía de manglares del año 2005. Los humedales costeros no incluidos en esas fuentes fueron identificados con un procedimiento semiautomático, analizando índices de vegetación derivados de imágenes del satélite Sentinel 2 y una delimitación manual basada en ortofotos del año 2017. El nuevo inventario consiste en 464 humedales costeros de los cuales 180 son zonas nuevas no incluidas en el INH. A estas se les incluyó la información contenida en el INH, de forma que ambas fuentes de información sean compatibles. Unido a esto, se caracterizaron, en los 464 humedales, algunas condiciones naturales y antrópicas que podrían afectar posibles investigaciones relacionadas a la protección costera. El resultado es una base de datos geográfica, accesible a todo público, con la localización y caracterización general de los humedales, que podría usarse en investigaciones tanto de protección costera como del ámbito costero en general.

Abstract Costa Rica has approximately 1 500 km of coastline, with wetlands that offer a wide variety of ecosystem services, including coastal protection. The quantification of this service requires research in these wetlands, and for this, it is necessary to gather them in an inventory that includes their localization and basic characteristics. This type of inventory does not exist specifically for coastal wetlands in Costa Rica. Thus, the objective of this research is to create the first version of an inventory of wetlands that offers coastal protection in the country. The National Wetland Inventory (INH), and a 2005 mangrove cartography were used as the starting point. The coastal wetlands that were not included in these two sources were identified with a semi-automatic procedure, based on the analysis of vegetation indexes derived from a Sentinel 2 satellite image, and a manual delimitation using an orthophoto of 2017. The new inventory includes 464 coastal wetlands, from which 180 are not included in the INH. These new areas were characterized with the same information included in the INH to assure the compatibility between both databases. In addition, all 464 wetlands were characterized with some of the natural and anthropic conditions that might affect future research related to coastal protection. The result is a free access geographic database that includes the localization and general characteristics of the Costa Rican wetlands that offer coastal protection and could be used in future research not only in this topic, but in coastal studies in general.

Procesamiento GNSS en el marco geodésico CR-SIRGAS: influencia de las épocas de observación y referencia

Resumen Las observaciones satelitales derivadas de las constelaciones GNSS están totalmente correlacionas con el instante en la que se realizan las mediciones, sin embargo, los usuarios pueden trasladarlas a diferentes épocas siempre y cuando se cuente con los parámetros necesarios. La calidad de las mediciones GNSS, en principio, se verá afectada al llevarlas a una época diferente de la original. En el caso del marco geodésico nacional de Costa Rica CR-SIRGAS, su época de referencia actual es t0 = 2019,24 [1] pero la georreferenciación de la información espacial para efectos catastrales debe estar en la época de referencia tk = 2014,59 [2]. Se realizó un proceso de ajuste amarrado en la época ti = 2021,53 usando como observaciones las líneas base de cada punto nuevo a un máximo de cuatro estaciones CR-SIRGAS con sus respectivas coordenadas semanales finales. Después, se repitió este ajuste usando los mismos, pero como coordenadas de vínculo las oficiales de la época de referencia t0 implicando una marcada disminución en el peso original de las observaciones en un factor de 1,5 a 9,5. Además, se logró cuantificar las discrepancias en las coordenadas, exactitudes y observaciones ajustadas directamente en esta época t0. Finalmente, se aplicaron los parámetros de transformación oficiales dados por [1] para llevar el conjunto de coordenadas de la época t0 a la época tk.

Abstract The satellite observations derived from the GNSS constellations are fully correlated with the moment in which the measurements are made, however, users can transfer them to different epochs as long as the necessary parameters are available. The quality of the GNSS measurements will, in principle, be affected by taking them to a different epoch than the original. In the case of the national geodetic frame of Costa Rica CR-SIRGAS, its current reference epoch is t0 = 2019,24 [1] but the georeferencing of spatial information for cadastral purposes must be in the reference time tk = 2014,59 [2]. A fixed adjustment process was carried out at the epoch ti = 2021.53 using as observations the baselines of each new point to a maximum of four CR-SIRGAS stations with their respective final weekly coordinates. This adjustment was then repeated using the same, but as reference coordinates the official reference epoch t0, implying a marked decrease in the original weight of the observations by a factor of 1,5 to 9,5. In addition, it was possible to quantify the discrepancies in the coordinates, accuracies and observations adjusted directly at this time t0. Finally, the official transformation parameters given by [1]were applied to take the set of coordinates from epoch t0 to epoch tk.

Metodología para la gestión de recursos de consumo energético durante el proceso constructivo

Resumen En Costa Rica, existe un vacío en la creación de políticas para la gestión eficiente del consumo de recursos y del desarrollo de estadísticas de consumo de energía, que permita medir el desempeño de la sostenibilidad en la construcción. Por lo tanto, se realizó una investigación con el propósito de reconocer el estado de desarrollo de control y la gestión eficiente de recursos de consumo energético en la construcción a nivel internacional y nacional. Posteriormente, se desarrollaron procesos y herramientas para la creación de una metodología con el fin de generar una primera aproximación para estimar y registrar el consumo energético de edificaciones verticales en construcción y definir estadísticas en desempeño. Esta se aplicó en dos proyectos de edificios verticales durante la construcción de obra gris con el fin de analizar la gestión del consumo de recursos. Además, esta metodología propuesta obtuvo un alto grado de aceptación por parte de un comité de validación, la cual fue considerada válida para la estimación y registro de estadísticas de sostenibilidad a lo largo del desempeño en el proyecto, lo cual ayuda a tener un control de los consumos de recursos.

Abstract In Costa Rica, there is a gap in the creation of policies for the efficient management of resource consumption and the development of energy consumption statistics to enable the measurement of the performance of sustainability in construction. Therefore, this investigation was carried out with the purpose of recognizing the state of control and efficient management development of energy resources consumption in the construction sector, both at an international and national level. Subsequently, processes and tools were developed to create a methodology with the purpose of generating an initial approximation to estimate and record the energy consumption of vertical buildings during construction and define performance statistics. This methodology was applied to two vertical building projects during the construction of gray structure work to analyze the management of resource consumption. During the process, this proposed methodology obtained a high degree of acceptance from a validation committee, who saw its potential for the estimation and recording of sustainability statistics throughout the performance of the project, and how it could help to control resource consumption.

Infracciones en los cruces peatonales en Costa Rica: explorando factores que afectan el comportamiento

Abstract It is necessary to analyze pedestrian behavior at crossings to improve their safety and mobility. Mid-block pedestrian crossings are structures that facilitate the mobility of pedestrians, safeguarding them from vehicular traffic; however, illegal crossing by pedestrians is an everyday occurrence and represents a risk to their safety. The purpose of this study is to evaluate the relationship between different human and road factors and the decision to illegally cross signalized mid-block crossings. Several human factors such as age, gender, waiting time in traffic light, use of the pushbutton and individual or group crossing, as well as road characteristics such as the length of traffic light phase, length of crossing, and vehicular volume were analyzed. To collect information about these variables, this study recorded a one-hour video in six selected crosswalks within the Montes de Oca County in Costa Rica. A total of 1,707 crossings were recorded, 10.6 % of which corresponded to instances of illegal crossing. After applying a logit model, this research found out that traffic volume, pedestrian red-light time, waiting time, vehicle illegal crossing and group crossings reduced the probability of violations by pedestrians. On the other hand, minimum traffic light time and crossing length increased the possibility of pedestrian illegal crossings. This study concluded that the traffic light cycle is an important variable that must be rigorously analyzed to ensure pedestrian’s compliance with traffic lights, which will improve the safety of the pedestrian mid-block crossings.

Resumen Es necesario analizar el comportamiento de los peatones en los cruces para mejorar su seguridad y movilidad. El propósito de este estudio es evaluar la relación entre diferentes factores humanos y viales y la decisión de cruzar ilegalmente cruces señalizados a mitad de cuadra. Se analizaron varios factores humanos como la edad, el género, el tiempo de espera en el semáforo, el uso del pulsador y el cruce individual o grupal, así como características de la vía como la duración de la fase del semáforo, la longitud del cruce y el volumen vehicular. Para recopilar información sobre estas variables, se grabó video en seis pasos de peatones seleccionados dentro del cantón de Montes de Oca en Costa Rica. Se registraron un total de 1 707 cruces, de los cuales el 10,6 % correspondieron a cruces ilegales. Después de aplicar un modelo logit, se encontró que el volumen de tráfico, el tiempo en rojo, el tiempo de espera, el cruce ilegal de vehículos y los cruces grupales redujeron la probabilidad de infracciones. Por otro lado, el tiempo mínimo del semáforo y la longitud del cruce aumentaron la posibilidad de cruces peatonales ilegales. Se concluyó que el ciclo del semáforo es una variable importante que debe ser analizada rigurosamente para garantizar el respeto a los semáforos por parte de los peatones, lo que mejorará la seguridad de los cruces peatonales a mitad de cuadra.

Comparación de los impactos ambientales ocasionados por la técnica de incineración y rellenos sanitarios para la gestión de residuos sólidos

Resumen En el presente documento se plantea hacer una comparación entre las técnicas de relleno sanitario e incineración, para lo cual, se ha seleccionado estratégicamente un sitio cuyas actividades inciden de manera significativa sobre los componentes ambientales, por lo que el proyecto representa un caso supuesto para cuantificar los impactos bajo ciertas condiciones, y evaluado mediante la matriz de Leopold, la cual permite medir la interacción de actividades propias de un proyecto sobre los factores ambientales del proyecto. Ambas técnicas no resultan ambientalmente viables para el sitio propuesto, siendo el relleno sanitario más impactante. Se requieren realizar estudios técnicos que permitan depurar la magnitud de los impactos, así como proponer medidas ambientales durante su ejecución. Se recomienda seleccionar un sitio con características poco vulnerables desde el punto de vista ambiental y social, para favorecer la viabilidad del proyecto.

Abstract The environmental impacts of landfills and incineration are compared for a strategic location where construction and operating activities have a significant impact on the environmental components. The study case proposes to quantify the impacts under assumed conditions, to measure the interaction between project activities and the impacts on environmental factors by employing the Leopold Matrix. As a result, neither technique is environmentally feasible for the proposed site, where the landfill will have a greater impact. Technical studies are required to ensure the accuracy of the impact values, and environmental safeguards are required during implementation. To increase the project’s viability, it is recommended that a site with less vulnerable environmental and social characteristics be chosen.