Ing. Rilder Yerko Daza Diaz - R.N.I. 34892

Es Ingeniero Civil de la Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca con Maestría en Ingeniería Vial de Centro de Estudios de Posgrado e Investigación C.E.P.I.

RESUMEN

El diseño de obras viales está influenciado por la resistencia al corte del suelo. Una alternativa es mejorar esta resistencia con inclusión de fibras sintéticas. Esta investigación se enfoca en estudiar la influencia del contenido de fibras de polipropileno sobre el comportamiento de la cohesión y angulo de fricción de una arena. Se realizaron ensayos de Proctor Modificado para todas las muestras estudiadas. Posteriormente se desarrollaron ensayos de corte directo bajo esfuerzos normales entre 100 kPa y 400 kPa en muestras reforzadas y no reforzadas. Con los resultados se eligió el contenido de fibra óptimo para refuerzo en obras viales.

Palabras clave: Resistencia al corte, fibras de polipropileno, corte directo, arena limosa.

INTRODUCCION

La humanidad ha buscado la forma de mejorar las propiedades mecánicas de los suelos (incluido el esfuerzo cortante) mediante la inclusión de materiales de refuerzo naturales o artificiales, dentro de los refuerzos artificiales empleados están los geosinteticos en sus diferentes presentaciones (fibras, geogrillas, etc.). La resistencia al corte del suelo reforzado crece hasta un punto donde este efecto es imperceptible e incluso empieza a disminuir, debido a un porcentaje alto de fibras (2.5% peso) (Gregory, 2006). Una conclusión similar fue realizada por Ranjan et al., (1996) y Clariá & Vettorelo (2010) quienes, en sus investigaciones en arenas mediante ensayos de corte directo y triaxiales, concluyeron que la mejora del angulo de fricción interna es visible con contenido de fibras de hasta 2% en peso; para una cantidad mayor de fibras no se aprecia incrementos significativos en el angulo de fricción interna del suelo reforzado. Este trabajo se enfoca en el efecto que causa reforzar una arena limosa con fibras de polipropileno en los parámetros de resistencia al corte (Angulo de fricción φ y cohesión c) de dicho suelo, mediante la ejecución de una serie de ensayos de corte directo para diferentes contenidos de fibra.

DESARRROLLO

La literatura mostró que es considerable la cantidad de variables que influyen en el comportamiento

de parámetros resistencia al corte de suelos reforzados con fibra. Resaltando que todos esos factores inciden de manera directa en el comportamiento del suelo reforzado, el presente trabajo se limita al estudio del efecto del contenido de las fibras y esfuerzos normales aplicados en el comportamiento de los parámetros de corte del suelo reforzado.

6.1. Materiales

6.1.1. Suelo

El suelo investigado es clasificado como arena limosa (SM) y A-2-4 de acuerdo a SUCS y AASHTO respectivamente. Según la distribución granulométrica presentada el suelo estudiado es una arena limosa SM conformada por 71.41% de arena y 28.59% pasante del tamiz N°200, el tamaño de grano medio es D50=0.18 (mm). El suelo tiene un límite líquido (LL) de 16 % y un límite plástico (LP) de 15 % los cuales fueron determinados mediante el método penetrometro de cono. La densidad máxima seca de la arena limosa es 1,848 g/cm³ y el contenido de humedad óptimo es 9,38%.

6.1.2. Fibras

Las fibras utilizadas son de polipropileno producidas por Maccaferri ®. La elección del tipo de fibras se centró en la facilidad de acceder a ellas comercialmente, además de comportarse como buen material de refuerzo para suelos, de acuerdo a la revisión bibliográfica. Las fibras de polipropileno son de sección circular, formadas a partir de multifilamentos muy finos y producidas mediante un proceso de extrusión (Maccaferri ®, 2013). Los contenidos de fibra usados respecto al peso del suelo seco son 0.5%, 0.8%, 1.25%, 2% y 3%. El diámetro es el mismo para todas las pruebas al igual que la longitud (12 mm).

6.2. Métodos

Luego de realizar la caracterización de materiales, se realizaron ensayos de compactación Proctor Modificado en muestras de arena limosa reforzadas con fibras de polipropileno, para determinar la densidad máxima seca y la humedad óptima del suelo reforzado, en la Figura 1 se observa la arena reforzada compactada extraída del molde Proctor Modificado. En el ámbito practico de la ingeniería es normalmente requerido compactar capas de pavimento al 95% de la densidad seca máxima del Proctor Modificado y a un contenido de humedad optimo, como afirman Eldesouky et al. (2015). Por este motivo se eligió, como parámetro de control y comparación entre todas las muestras de arena limosa, el 95 % de la densidad seca máxima del suelo + 2 % de fibra, al contenido de humedad óptimo. La elección de la densidad para este contenido de fibra se basó en que para contenidos de fibra mayor al 2% respecto al peso seco el incremento en resistencia al corte de una arena es imperceptible o insignificante (Ranjan et al. 1996; Clariá & Vettorelo, 2010).

6.3. Preparación de las muestras

Las muestras para las pruebas en corte directo fueron compactadas al 95% de la densidad seca máxima del suelo + 2 % de fibra, es decir a 1,68 g/cm³ (95% de 1,77 g/cm³) y un contenido de humedad de 13,60 %.

6.4. Ensayos en corte directo

Se realizaron pruebas de corte directo en muestras de arena no reforzadas y reforzadas con fibras de polipropileno con todos los contenidos propuestos. Los esfuerzos normales aplicados a cada muestra fueron 100, 200, 300 y 400 kPa respectivamente.

Figura 1. Suelo reforzado compactado extraído del molde Proctor Modificado.

6.5. Resultados y Análisis de Resultados

La inclusión de fibras de polipropileno en una arena limosa causa que los parámetros de corte del suelo (i.e. angulo de fricción φ y cohesión c) mejoren considerablemente incluso para un contenido mínimo de fibra. En la Figura 2 se presentan las envolventes de falla Mohr-Coulomb tienen una tendencia de moverse hacia arriba a medida aumenta el contenido de fibra ganando una zona de resistencia debido a las fibras de polipropileno en el suelo. El suelo natural sin refuerzo tiene una cohesión y angulo de fricción de 8,7 kPa y 31,6°, respectivamente.

Figura 2. Envolventes de falla Mohr-Coulomb para las muestras de arena no reforzadas y reforzadas.

Tabla 1. Parámetros de resistencia al corte en muestras no reforzadas y reforzadas.

El máximo incremento en la cohesión se logra para el suelo+1.25% de fibra que desarrolla 36.7 kPa de cohesión mientras que en términos de angulo de fricción la mejora más grande corresponde al suelo+0.8% de fibra que tiene un angulo de fricción de 39.1°. Para una mayor comprensión de la mejora en la resistencia al corte debido a la inclusión de fibras, se presenta la Tabla 1 en la que se observa que para una cantidad pequeña de fibra (i.e. 0,5%) se genera un angulo de fricción de 36.8° y una cohesión de 28,2 kPa, lo que significa incrementos de 16,5% y 323%, respectivamente.

Para una aplicación vial por ejemplo en una subbase de un pavimento no se llega a producir estados tensionales altos (i.e. 300 kPa o 400 kPa), por lo que los esfuerzos producidos por las cargas en una carretera se disipan en entre 60 cm y 80 cm. Así, el esfuerzo normal producido por las cargas llega disminuido a una capa subbase. Por ejemplo: para un eje estándar de 8,2 tf los esfuerzos normales producidos en la capa subbase no superan los 100 kPa. Dicho esto, el suelo con 1,25% de fibra produce el mayor incremento en resistencia al corte para esfuerzos normales menores a 300 kPa, mientras que para esfuerzos normales superiores a 300 kPa el suelo con 0,8% de fibra es el que produce el mayor incremento en resistencia al corte. Para una aplicación vial, de acuerdo a los resultados de esta investigación el contenido 1,25% de fibra es considerado como óptimo.

CONCLUSIÓN

Las envolventes de falla del suelo reforzado con fibras de polipropileno tienden a desplazarse hacia arriba en comparación a la envolvente del suelo sin refuerzo. Por lo tanto la presencia de estas fibras produce mejora en los parámetros de corte de una arena limosa (i.e. angulo de fricción φ y cohesión c) incluso para un contenido menor de fibra (0,5%). En términos de cohesión, el mayor incremento se produjo para el suelo con 1,25% de fibra mientras que el mayor incremento en el angulo de fricción fue registrado por el suelo con 0,8% de fibra. Por su parte para el suelo con un contenido menor de fibra (0,5%) se obtuvo un incremento de 323% y 16,5% en la cohesión y angulo de fricción, respectivamente. El ángulo de fricción incrementa notablemente hasta un contenido de fibra del 0,8%; para contenidos mayores de fibra el angulo de fricción tiende a reducir en su valor. Para una aplicación vial como ser una subbase de un pavimento el suelo con 1,25% de fibra es la mezcla óptima debido a que los esfuerzos normales que llegan a la subbase son menores a 100 kPa, considerándose un eje estándar de 8.2 tf.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Anagnostopoulos, Costas A. et al. (2012) ‘’Shear strength of sands reinforced with polypropylene fibers’’ en Geotech Geol Eng, Vol.31, pp.401–423.

Clariá, Juan José & Vettorelo, Paula (2010) ‘’Refuerzo de arenas mediante la adición de fibras sintéticas’’ en Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica.

Eldesouky H.M., Morsy M.M. & Mansour M.F. (2015) ‘’ Fiber-reinforced sand strength and dilation characteristics’’ en Ain Shams Engineering Journal. 7(2), pp. 517-526.

Ranjan,G., Vasan,R.M. & Charan, H.D. (1996) ‘’Probabilistic analysis of randomly distributed fiberreinforced soil’’en Journal of Geotechnical Engineering, Vol.122(6), pp.419-426.

Ing. Humberto Aguilar Lobo - R.N.I. 29057

Es Ingeniero Informático de la Universidad Técnica de Oruro con Maestrías en Seguridad Informática y Educación Superior basada en Competencias, PhD(c) en Ciencia y Tecnología. 

RESUMEN

Este artículo tiene por objeto contribuir al estudio de la auditoría informática en función al término “ofuscación”, técnica para transformar un código comprensible en uno en el que no tenga coherencia semántica ni lógica, en documentos Microsoft Office del tipo macro VBA (Visual Basic para Aplicaciones). Se trata de un estudio de enfoque cuantitativo, del tipo descriptivo, en el que se empleó un diseño no experimental de corte transeccional o transversal. La variable de estudio fue la auditoría informática en archivos “Open XML”, formato predeterminado en todas las versiones de Microsoft Office. La población estuvo constituida por Documentos Word del tipo “OLE” (Incrustación y Enlazado de Objetos), de ella se tomó como muestra 5 Documentos. El instrumento empleado fue herramientas de encriptación y análisis de datos. Los resultados demostraron que en 2 documentos Microsoft Word se encontraron código ofuscado malicioso, siendo está una investigación muy útil para el ámbito de la auditoría informática.

Palabras clave: Auditoría informática, Microsoft Office Word, Ofuscación, VBA (Visual Basic para Aplicaciones).

INTRODUCCIÓN

En términos generales, se entiende por “ofuscar un código” a un proceso mediante el cual se transforma un código perfectamente legible y entendible en otro de funcionalidad equivalente en un ciento por ciento, pero totalmente ilegible e incomprensible para un lector humano. El propósito de la ofuscación es incrustar código malicioso en un Documento Word, de manera que sea muy difícil de entender para los filtros de protección de un sistema. En este propósito, la interrogante general que motiva la presente investigación es: ¿Cuáles serían los resultados de aplicar una Auditoría informática en Documentos Microsoft Office maliciosos del tipo macro VBA Ofuscado (Visual Basic para Aplicaciones)?

Después de las consideraciones anteriores, es importante empezar por una definición pertinente de este tema. Al respecto el autor (Caro Avia, 2022) afirma:

La ofuscación es un método para dificultar el seguimiento de un código fuente. Estos casos resultan más complejos y pueden requerir implementar algún software adicional para tratar de des ofuscar el código y tener una imagen de lo que se supone que el programa debería realizar. Entonces, podría decirse que gracias a la ingeniería inversa podemos llegar a obtener el código fuente del malware partiendo del código ejecutable, llegando de este modo a una información más entendible. (p. 22)

MÉTODOS Y MATERIALES

1. Métodos. La metodología a utilizar tiene su fundamento en la siguiente tabla (1):

Tabla 1. Metodología aplicada en la investigación.

Fuente: Elaboración propia.

• Materiales.

Tabla 2. Materiales que se utilizó en la investigación.

Fuente: Elaboración propia.

RESULTADOS

Al respecto, a continuación, se muestra el procedimiento y los resultados obtenidos de la Auditoria Informática y análisis de los archivos tipo Microsoft Word maliciosos con la herramienta “CYBERCHEF”

Utilizando la herramienta online bajo la dirección web https://gchq.github.io/CyberChef/ para la realización y el análisis de los Documentos Microsoft Office Word y la detección del tipo macro VBA Ofuscado (Visual Basic para Aplicaciones) en los mismos, se utilizó el método “DETECT FILE TYPE” de la herramienta, obteniendo los siguientes resultados:

Figura 1. Resultados del método “DETECT FILE TYPE” en la herramienta “CIBERCHEF”.

Fuente: Elaboración propia.

A continuación, de los archivos muestra en cuestión, se realizó el proceso de descompresión utilizando la terminal del Sistema Operativo Kali Linux, teniendo:

Figura 2. Resultados proceso descompresión utilizando Sistema Operativo Kali Linux.

Fuente: Elaboración propia.

Una vez realizado el anterior paso, se analizó cada uno de los archivos “descomprimidos” (uno a uno) para poder verificar su codificación, encontrando líneas de código ofuscado dentro de 2 muestras, en archivos del tipo “document.xml”, y abriendo los mismos, se tiene:

Figura 3. código ofuscado dentro de 2 muestras en archivos del tipo “document.xml”.

Fuente: Elaboración propia.

Análisis. En estos archivos encontrados se puede observar CÓDIGO OFUSCADO a través de juegos de caracteres, que posiblemente sean dañinos o maliciosos. En ese entendido se realizó el procedimiento para des ofuscar utilizando los métodos “FromBase64” y “DES – OFUSCACIÓN REVERSE” en la herramienta, teniendo:

Figura 4. Procedimiento para des ofuscar códigos encontrados.

Fuente: Elaboración propia.

Ya en este punto, se puede observar que el código encontrado es legible para su análisis, teniendo:

Tabla 3. código des ofuscado (legible) para su análisis.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Como análisis de los resultados se puede observar las siguientes líneas de código:

• ActiveXObject. Son controles del tipo Active X, pequeños bloques empleados para la creación de programas, que se usa para crear aplicaciones que funcionan a través de Internet.
• GET. Es una petición que solicita a un servidor información o un recurso concreto.

• http://coursemcclurez.com. Es el sitio web específico del cual descarga algún tipo de archivo malicioso.

• Estatus 200. Es un código de respuesta “OK” del servidor HTTP ofreciendo estatus correcto ante una petición estándar a la responde sin problemas.

• varLst.savetofile("c:\\users\\public\\collectionBoxConst.jpg. Esta línea realiza el procedimiento de guardado del archivo descargado (virus) en una ruta específica del ordenador.

DISCUSIÓN.

A través de esta investigación se ha intentado describir los resultados de aplicar una Auditoría informática en Documentos Microsoft Office maliciosos del tipo macro VBA Ofuscado (Visual Basic para Aplicaciones) en función a herramientas de encriptación y análisis de datos. De las mismas se puede mencionar que dentro de los Documentos Microsoft Word existe código malicioso, el cual se instala y se ejecuta, y lo más probable es que dé al ordenador la instrucción de descargar algún tipo de malware malicioso. Frecuentemente, este tipo de malware hará que el usuario vea una notificación de actualización falsa y, una vez la instale, le abrirá una puerta trasera al ciber delincuente para que este robe su información de manera persistente.

CONCLUSIÓN

Dadas las condiciones, se concluye que la auditoría informática en Documentos Microsoft Office maliciosos del tipo macro VBA Ofuscado (Visual Basic para Aplicaciones) representa un punto muy importante en la actualidad, y particularmente el análisis de código ofuscado, el procedimiento llevado a cabo en este artículo, puede ser calificado como satisfactorio, y es que se logró evidenciar resultados de investigación, siguiendo la metodología adecuada para cada uno de los procedimientos realizados, desde la implementación de las herramientas de análisis de datos en Documentos Word, demostrando y observando código ofuscado malicioso que puede llegar a ejecutarse dentro de un ordenador teniendo consecuencias críticas para el usuario.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

• Caro Avia, P. (2022). Análisis y ejecución de Malware y Códigos Maliciosos en un entorno controlado. [Bachelor thesis, Universitat Politècnica de Catalunya]. https://upcommons.upc.edu/handle/2117/372262

BIBLIOGRAFÍA.

• Hernández-Sampieri, R., & Torres, C. P. M. (2018). Metodología de la investigación (Vol. 4). México Ed. F DF: McGraw-Hill Interamericana.
• Arias, F. G. (2012). El proyecto de investigación. Introducción a la metodología científica. 6ta. Fidias G. Arias Odón.
• Arias, F. G. (2008). Perfil del profesor de metodología de la investigación en educación superior. Universidad Central de Venezuela.
• Posada, J. A. C. (2001). Metodología de la Investigación (Vol. 58). Bib. Orton IICA/CATIE.
• Flores, M. D., Franco, M. E. V. E., Ricalde, D. C., Garduño, A. A. L., & Apáez, M. R. (2013). Metodología de la investigación. Editorial Trillas, SA de CV.
• Namakforoosh, M. N. (2000). Metodología de la investigación. Editorial Limusa.
• Moguel, E. A. R. (2005). Metodología de la Investigación. Univ. J. Autónoma de Tabasco.
• Vélez, A. (2011). Metodología de la investigación. Medellín: EAFIT.

Ing. Joaquin Ramos Pinto – R.N.I. 49234

Es Ingeniero Geólogo de la Universidad Técnica de Oruro, con diplomado en Educación Superior Mención docencia universitaria, y M.Sc.(c) en Educación Superior.

RESUMEN

El arsénico (As) es considerado como un elemento químico pesado, cuya difusión es inusualmente elevada en el Altiplano boliviano, el estudio enfocó a la subcuenca de cuarto orden del lago Uru-Uru y el sumidero de la misma, el sector Nor-oeste del lago.

Los resultados establecieron la concentración de fondo para la subcuenca en 67,8 ppm (partes por millón) de As, con un umbral dentro de un intervalo de 120 ppm a 169,2 ppm; por otra parte, la línea base determinada en el sector Nor-oeste del lago Uru-Uru fue de 180,8 ppm de As considerando un umbral en 240 ppm.

Palabras clave: Cuenca hidrográfica, Fondo geoquímico, Umbral geoquímico, Línea base.

INTRODUCCIÓN

La presencia del arsénico (As) en medios naturales como aguas y suelos, ha sido un motivo de gran preocupación dentro de un contexto social y ambiental que ha tomado mayor importancia a nivel mundial en estos últimos años, pero poco se conoce sobre la calidad de los sedimentos y de las aguas superficiales desde un enfoque geoquímico en la región occidental de Bolivia.

Por otra parte, las actividades antropogénicas como la minería son comunes en la región, sin embargo, su gestión, muchas veces, no está estructurada adecuadamente, lo que genera problemas de caracteres ambientales que afectan usualmente a sistemas de acuíferos superficiales y subterráneos.

Trabajos anteriores de Swedish Geological A.B. (1996), menciona que el aporte de As al sistema del Desaguadero por el río Mauri fue estimado en aproximadamente 0,9 a 1,8*105 Kg anuales, claramente un aporte elevado al sistema hidrológico, sin embargo, representan una contaminación natural originada por la intemperización de distintas rocas volcánicas asociadas al As. 

Por otra parte, Tapia et al. (2013), realizaron un estudio con 5 muestras de testigos tomadas en el lago Uru-Uru y Cala Cala para comprender mejor la deposición sedimentaria donde se encuentran los elementos pesados, identificando que la tasa de sedimentación en el lago Uru-Uru es de aproximadamente 3 mm anuales, deducidos de perfiles verticales.

La ingeniería del proyecto, tuvo como objetivo establecer una línea base con la identificación de parámetros geoquímicos (fondo y umbral) para el As a partir de 25 muestras obtenidas de sedimento lacustre superficial en época de estiaje, y en contraste con trabajos anteriores desarrollados por el U.S. Geological Survey (1992) en el distrito minero La Joya como parte de la subcuenca del lago Uru-Uru. 

El área de estudio abarca la subcuenca del lago Uru-Uru, correspondiente a una cuenca de cuarto orden (Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego, 2010), ubicada en el sector Norte del departamento de Oruro, el sumidero de la cuenca se encuentra en el sector Sur de la misma y corresponde al sector Nor-oeste del lago Uru-Uru donde se encuentra el área de muestreo. 

La zona, además de formar parte de la cuenca endorreica del altiplano boliviano es parte de un sistema hidrológico importante que tiene influencia directa de carácter socio-ambiental con la ciudad de Oruro y con el ecosistema presente en el sector.

METODOLOGÍA

Diseño y planificación.

Figura 1. Representación esquemática de la metodología empleada para el desarrollo del trabajo de investigación. (Fuente: elaboración propia).

La planificación del trabajo de investigación, comenzó con la obtención de los Modelos de Elevación Digital (DEM) para la subcuenca de estudio desde el portal de GeoBolivia, a objeto de ubicar 25 puntos de muestreo aleatorio en el sumidero de la subcuenca correspondiente al sector Nor-oeste del lago Uru-Uru con la afluencia del brazo derecho del río Desaguadero. 

Para la obtención de las muestras, se estableció recolectarlas en época de estiaje por factores de accesibilidad, las características de las mismas correspondían a arcillas de depósitos lacustres.

Obtención de datos y procesamiento.

El muestreo de sedimentos lacustres superficiales en el sumidero de la cuenca, permitió desarrollar un mapa de interpolación aplicando el método Inverso a la Distancia Ponderada (IDW), previo a un análisis variográfico bidimensional, además se incorporó los datos de los análisis geoquímicos efectuados por el Servicio Geológico de los Estados Unidos en 1992 en el sector de La Joya para fortalecer el modelado; esto ayudó en la comprensión de las zonas de interés que necesitan mayor atención por estar potencialmente perturbadas en el área de estudio.

Por otra parte, se identificaron los valores de umbral siguiendo el enfoque original propuesto por Lepeltier (1969) en base a la interpretación del histograma determinado a partir de una tabla de frecuencias elaborada siguiendo la regla de Sturges (1926).

Sin embargo, para fines comparativos, también se aplicó la regla de Reimann, y De Caritat, (2016), quienes mencionan que el enfoque estadísticamente correcto para identificar el umbral geoquímico es calcular la Mediana y sumar dos veces la Desviación Media Absoluta: Me + 2(MAD), debido a que el umbral sería mucho más resistente a los datos atípicos comunes.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Tabla 1. Resultados de los parámetros estadísticos y geoquímicos encontrados, la concentración de As se expresa en partes por millón. N, numero de muestras; MAD, desviación media absoluta; Me, mediana estadística; 1, datos de este trabajo; 2, datos del U.S. Geological Survey. (1992).

Para identificar la línea base en el sector Nor-oeste (NW) del lago Uru-Uru, se desarrolló un análisis estadístico y geoquímico (Tabla 1), el resultado vendría a ser la media de los 25 datos de las muestras obtenidas; la concentración de fondo se establece también como la media con todos los datos de la subcuenca del lago Uru-Uru, previo a ello, se desarrolló el test de normalidad de Kolmogorov-Smirnov validando que los datos si se distribuyen bajo una tendencia normal.

Figura 2. Mapa de isoconcentraciones geoquímicas de As para la subcuenca del lago Uru-Uru. (Fuente: elaboración propia).

Las zonas de mayor interés fueron identificadas a través de un mapa geoquímico de interpolación por el método Inverso a la Distancia Ponderada (IDW), elaborado por ArcGIS (Figura 2).

CONCLUSIÓN

La comparación de los distintos métodos, permitió observar una variación entre los valores de umbral determinados en la subcuenca del lago Uru-Uru por distintos enfoques, el criterio de Lepeltier permite determinar un umbral de 120 ppm, a diferencia de los 169,2 ppm aplicando el enfoque de Reimann, y De Caritat, debido a la diferencia, ambos valores se consideraron como intervalos del umbral geoquímico determinado en este trabajo.

Por otra parte, la línea base para sedimentos superficiales en el sector del sumidero de la cuenca se consolidó en 180,8 ppm de As; y el fondo geoquímico para la subcuenca del lago Uru-Uru correspondería a un valor de 67,8 ppm de As contrastando con los datos obtenidos para sedimentos y suelos del U.S. Geological Survey, (1992).

Los mapas de isoconcentraciones permiten visualizar las áreas perturbadas en dos sectores que responden a altas concentraciones de As (casi 500 ppm): La primera se ubica en la parte central, específicamente en la mina Kori Kollo, y corresponde a una perturbación antropogénica producto de la actividad minera de la empresa Inti Raymi. La segunda zona, se ubica en el sector sur de la cuenca (área de muestreo), presenta una distribución de mayor extensión, esto parece responder a una migración natural de sedimentos con altos contenidos de As a través del rio Desaguadero, llegando a depositarse en el lago Uru-Uru y generando una incidencia ambiental en la zona.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

GeoBolivia., 2021. Unidades hidrográficas de Bolivia Nivel 4. Recuperado de:

https://geo.gob.bo/geoserver/mdmaya/wms

Lepeltier, C., 1969. A Simplified Statistical Treatment of Geochemical Data by Graphical Representation. Economic Geology. Vol. 64, pp. 538-550.

Reimann, C., De Caritat, P., 2016. Establishing geochemical background variation and threshold values for 59 elements in Australian surface soil. Science of the Total Environment. Vol. 578, pp 633-648.

Sturges, H., 1926. The choice of a class interval. Journal of The American Statistical Association. United States of America. pp. 65 - 66.

Swedish Geological A.B., 1996. Aspectos ambientales de los metales y metaloides en el sistema hidrológico del Desaguadero. Proyecto piloto Oruro - La Paz Ministerio de Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente, Secretaría Nacional de Minería. Bolivia.

Tapia, J., et al., 2013. Control of early diagenesis processes on trace metal (Cu, Zn, Cd, Pb, U) and metalloid (As, Sb) behaviors in mining – and smelting – impacted lacustrine environments of the Bolivian Altiplano. Applied Geochemistry. Vol. 31, pp. 60 - 78.

U.S. Geological Survey., 1992. Geology and Mineral Resources of the Altiplano and Cordillera Occidental, Bolivia. U.S. Geological Survey Bulletin 1975.

Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego., 2010. Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas de Bolivia – Método Pfafstetter. La Paz, Bolivia.

Ing. Eddy Bautista Machaca - RNI 38035

Es Ingeniero Civil de la Universidad Mayor de San Simón, Estudios Superiores en Dirección, Supervisión, Fiscalización de Obas y Diseño de Carreteras U.A.B.- SIGLO XX

RESUMEN

Este documento se basa en datos adquiridos en la obra Construcción Carretera Lahuachaca – Cruce San José (TRAMO I), donde la maquinaria pesada estudiada desempeñó sus trabajos de conformación de capa sub base, los cuales fueron identificados y detallados para poder calcular el rendimiento de cada uno de estos equipos de manera individual, así como un conjunto de trabajo, es decir, basado en una agrupación de factores (datos que se obtienen de los libros de ingeniería), por otra parte, para la investigación se utilizó los datos obtenidos “in situ”, cada uno de estos valores fue ingresado en una fórmula teórica, dando como resultado un rendimiento teórico – práctico, apegado a la realidad. Una vez que se ha realizado el análisis del rendimiento, se determinó el conjunto de maquinarias que trabajará de forma eficiente y optima, permitiendo una mayor productividad en obra, así no desperdiciar recursos de horas - máquina, evitando la subutilización o sobrestimación de equipos, mejorando el costo unitario de la actividad y por ende procurando mayor ingreso económico a la empresa constructora encargada de la ejecución del proyecto.

Palabras Claves— maquinaria, sub base, optima, productividad, rendimiento.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, muchos proyectos de construcción no tienen determinada la productividad de los equipos pesados, lo que trae como consecuencia una subutilización o sobrestimación de equipos en obra, además de un sobrecosto en el presupuesto final por una mala consideración de la cantidad de maquinaria por frente utilizado.

El objetivo principal fue la elección del equipo a utilizar en plataforma y realizar un cálculo de productividad horaria para optimizar su uso en la obra. La justificación del tema se basa en la utilidad a obtener para las empresas constructoras que operan maquinaria pesada, al tener un cálculo de productividad que colaborará en establecer un conjunto o grupo recomendable de equipos pesados por rubro o actividad, cabe mencionar que cada proyecto tiene un analisis puntual debido a que las condiciones cambian al igual que el personal.

DESARROLLO

• Sub base

La granulometría se define como la distribución de los diferentes tamaños de las partículas de un suelo, que se verifican con un ensayo granulométrico donde se utiliza un juego de tamices, cuyos tamaños de abertura de los tejidos deben pertenecer a una serie normalizada en nuestro caso particular se utilizó la FAJA B según ensayos de laboratorio.

TABLA I. TIPO DE GRADACION DEL MATERIAL SUB BASE CBR ≥60%.

Fuente: [Especificaciones Técnicas del Proyecto].

La granulometría designada Tipo A recomendada para empleo en sub-base, mientras que el Tipo F como agregado para capa de tratamiento superficial.

1. Productividad y optimización de los equipos

La presente investigación se basó en el método teórico - práctico a través de la observación diaria de las maquinarias en los trabajos de conformación de sub base a continuación se muestra los equipos utilizados donde la motoniveladora es el equipo dominante.

TABLA II. EQUIPO UTILIZADO 

Fuente: Propia del autor.

Figura 1. Ilustración de la motoniveladora Komatsu GD 555-5, vista posterior.

Fuente: Catálogo Komatsu, (2017).

Figura 2. Ilustración de la motoniveladora Komatsu GD 555-5, vista lateral.

Fuente: Catálogo Komatsu, (2017)

TABLA III. PARÁMETROS PARA CALCULAR EL RENDIMIENTO DE LA MAQUINARIA PARA CONFORMACION DE  SUB BASE, INCLUIDO PRODUCCION Y TRANSPORTE.

Fuente: Alvarado, J., (2018) y propia del autor..

 TABLA IV. EQUIPO ÓPTIMO PARA LA REALIZACIÓN DE LA CAPA SUB BASE 

  Fuente: Propia del autor.

Figura 3. Producción horaria optimizada (método teórico - práctico) para conformación de Sub Base.

Fuente: Propia del autor.

CONCLUSIÓN 

Cabe mencionar que se tenía trabajando en obra de 1 Pala de 3 m3, 1 motoniveladora, 2 rodillos, 4 volquetas de 12 m3 y 1 camión cisterna al momento del estudio. 

En cuanto al análisis del conjunto de equipos trabajando en el rubro de conformación de sub base incluido  transporte con zaranda ubicada en el rio a 3km del tramo principal se realizó las mediciones correspondientes a dichos equipos, mediante las fórmulas y factores según Tabla III, obteniendo como resultado que se requiere una pala de mayor capacidad para abastecer la demanda de producción del frente de trabajo, ya que según el análisis realizado con una pala 4m3 Tabla II y Tabla VI cumple con lo requerido, como se puede apreciar en la Figura 3 y la variación se recompensa con la distancia que las volquetas deben llevar el material llegando a un total de 7 km desde el rio a plataforma. Por lo tanto, se logró balancear los mismos, teniendo así 1 pala 4m3, 1 motoniveladora, 1 rodillo, 3 volquetas 12m3 y 1 camión cisterna como equipo mínimo requerido que en conjunto producen 295,36 m3 al día. 

Se recomienda a la vez de aclara que el análisis en este artículo abarco solo un frente de trabajo con las condiciones, características del material y rendimiento del personal en obra según Tabla III,  con todo esto para optimizar tiempos en obra y teniendo el análisis correspondiente, se ingresó otro frente de trabajo es decir se reactivaron los trabajos a una cantidad final de 1 pala, 1 excavadora, 2 motoniveladoras 2 rodillo liso, 1 rodillo pata de cabra, 7 volquetas y 2 aguateros de 20000Lt. los incrementos realizados fueron tres equipos en total: 1 en el rio y 2 plataforma esto mejoro producción considerablemente llegando a 590, 72 m3/día en condiciones trabajo ideales.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Tiktin, J. (1997). Procedimiento Generales de Construcción Movimiento de tierras, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid, España.
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4. Caterpillar, (2017). Manual de Rendimiento Caterpillar, Peoria, Illinois, EE.UU.
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ESTRUCTURA Y DINÁMICA TEMPORAL DE MÉTRICAS DEL PAISAJE EN EL ÁREA NATURAL DE MANEJO INTEGRADO MADIDI ENTRE 2000 AL 2022

Ing. Neftalí Chapi Siñani – R.N.I. 44474

Es Ingeniero Agrónomo de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) con una Maestría en ecología y Conservación del Instituto de Ecología, diplomado en Sistemas de Información Geográfica, y actual cursante de doctorado en Ciencias Agrarias de la UMSA. 

RESUMEN 

El ANMI Madidi incluyen un mosaico de paisajes con características heterogéneas con presencia de espacios naturales y antrópicos, en una superficie de 624,250 hectáreas. En este sentido, el objetivo del presente artículo fue el de evaluar la estructura y dinámica del paisaje en una temporalidad entre 2000 al 2022, a través de 7 métricas del paisaje, para lo cual se utilizaron imágenes satelitales LandSat. Resultado del análisis en 22 años se obtuvo una pérdida de 10,137 hectáreas de bosques yungueños densos, con procesos de fragmentación concentrados principalmente en áreas cercanas a cultivos, con un incremento de 1,436 parches entre 2000 y 2022.

Palabras clave: ANMI Madidi, métricas del paisaje, LandSat, Random Forest, LecoS, Fragstat.

INTRODUCCIÓN

La estructura del paisaje, así como sus propiedades de composición (elementos que forman parte del paisaje) y configuración (disposición espacial), varían en diferentes momentos temporales (dinámica) tanto a nivel de fragmentos (parches), clases o de todo su conjunto. Las modificaciones del paisaje evaluados a través de procesos de fragmentación dan lugar a una diversidad de mosaicos que resulta de una combinación de diferentes clases de cobertura como: bosques, cultivos, áreas antrópicas, matorrales, entre otras.

La fragmentación del paisaje hace referencia al proceso por el cual las coberturas del suelo se segregan espacialmente, variando las relaciones de continuidad dentro de cada cobertura y entre las diferentes coberturas existentes. Este fenómeno tiene lugar fundamentalmente como consecuencia de procesos antrópicos (expansión agrícola), aunque también puede deberse a desastres naturales y puede darse en entornos naturales, rurales, urbanos o mixtos, afectando al medio ambiente y al paisaje (Wei & Zhang, 2012). Por otra parte, la expansión de la frontera agrícola (cultivos) provoca una pérdida de áreas que antes eran cubiertas por bosques (Sánchez, 2001; Cabezas Mesias, 2020), y al ser un promotor de la fragmentación, el bosque se fractura y se divide en varios parches progresivamente más pequeños y aislados, los cuales no son siempre del mismo tamaño, y su permanencia en el tiempo es variable (Kelley, 2005). 

El estado del paisaje puede ser evaluado a través de diferentes métricas, que corresponden a índices de conectividad y fragmentación, ambos estructurales del paisaje; estas métricas también permiten cuantificar el cambio de una determinada clase de cobertura a otra. Existe una extensa cantidad de métricas para cuantificar los patrones espaciales y configuración del paisaje, y aunque programas como Landscape Ecology Statistics (LecoS) y Fragstats (McGarigal et al., 2012; Jung, 2013) las calculan de manera rápida, la comprensión de dichas métricas es indispensable para su correcta utilización y análisis (Badii & Landeros, 2006).

El Área Natural de Manejo Integrado (ANMI) Madidi presenta diferentes ecorregiones y provincias biogeográficas, que incluyen diferentes paisajes con características heterogéneas, que comprenden espacios naturales y antrópicos (áreas agrícolas), espacios que resultan de las complejas interacciones entre factores físicos y biológicos que se ponen en manifiesto al evaluar determinadas métricas del paisaje; esta área protegida se encuentra ubicado en la región Noroeste del Departamento de La Paz y colinda al norte y sur con el Parque Nacional Madidi, al este con el Área Natural de Manejo Integrado Nacional Apolobamba, y al oeste con la Reserva de la Biosfera y Territorio Indígena Pilón Lajas, y que de acuerdo con el D.S. N° 24123 presenta una superficie de 624,250 hectáreas (SERNAP, 2006).

En este contexto, el presente estudio realizo un análisis multitemporal entre el 2000 al 2022 dentro el ANMI Madidi, para evaluar la estructura y dinámica del paisaje a través de la cuantificación de diferentes métricas, permitiendo identificar procesos de cambio de cobertura y fragmentación que tuvieron lugar en la región durante los últimos 22 años.

DESARROLLO

•   Análisis de imágenes multitemporales

Para la determinación del cambio de las métricas de paisaje inicialmente se realizó una clasificación de imágenes satelitales Landsat 5, 7, 8 y 9 de path/row 002/070 y 001/070, presentes dentro la plataforma Google Earth Engine (GEE) en base a la colección de imágenes con corrección TOA Chander et al. (2009). De las escenas seleccionadas se realizó mosaicos para los años 2000 al 2022, seleccionándose solo aquella correspondiente a la temporada seca: julio/agosto (debido a la menor presencia de nubosidad); en base a los mosaicos se realizó una clasificación supervisada, a través del algoritmo de clasificación Random Forest (con 25 árboles de decisión).

La asignación de clases de cobertura para las diferentes imágenes se basó en la distribución de áreas de entrenamiento, como ser: 1) Cuerpos de Agua (incluye ríos y lagunas), 2) Área Agrícolas, 3) Matorrales, 4) Dispersa de Arbustos (Sabanas), 5) Vegetación Escasa, 6) Bosque Yungueño Ralo y 7) Bosque Yungueño Denso. En base a las imágenes clasificadas se utilizaron los programas LecoS y Fragstats para determinar las diferentes métricas del paisaje.

•   Cálculo de métricas del paisaje

Se evaluaron 6 métricas del paisaje a nivel de clase, como ser: 1) Número de parches (NP), 4) Densidad de parches (PD), Densidad de borde (ED), 5) Tamaño promedio de parche (AREA-MN) y 6) Índice promedio de contigüidad de parche (CONTIG_MN, y 1 métrica a nivel de paisaje (para todas los parches y clases a la vez), representado por el Índice de diversidad de Shannon´s (SHDI), haciendo un total de 7 métricas siguiendo la metodología de McGarigal et al. (2012) y Jung (2013).

CONCLUSIONES

Resultado de la dinámica de cobertura entre el 2000 al 2022, dentro el ANMI Madidi, el cambio de cobertura se concentra principalmente en la clase Bosque Yungueño Denso, con una pérdida de 10,137 hectáreas (de 547,653 a 537,516), seguida de la clase Dispersa de Arbustos (Sabanas), con una pérdida de 5,713 hectáreas (de 43,545.8 a 37,833) a partir del año 2010, contrariamente la clase Bosque Yungueño Ralo mantuvo casi una tendencia casi neutra respecto al cambio. Por otra parte, la clase Áreas Agrícolas tuvo un incremento de 3,691 hectáreas (de 266 a 3,917), al igual que la clase Matorrales, aunque esta última tuvo un aumento significativo en 11,159 hectáreas (de 7,044 a 18,202) (Figura 1).

La tendencia del incremento de Áreas Agrícolas es un proceso correlacionado con la deforestación (FAO, 2003), sin embargo, dentro el ANMI Madidi el cambio de estas áreas corresponden a áreas ocupadas anteriormente (en 2000) por: Bosque Yungueño Denso (2,850.2 ha), Bosque Yungueño Ralo (595.7 ha), Matorrales (141.7 ha) y Dispersa de Arbustos (110.5 ha) principalmente, y que actualmente (2022) estas áreas están siendo ocupadas por cultivos (3,917.3 ha) (Figura 1).

Respecto al aumento de Matorrales esto puede deberse a procesos de regeneración y sucesión natural, debido a que muchas áreas que anteriormente eran bosques se perdieron por incendios concentrados en áreas cercanas a los centros poblados (CEDIB, 2021); siendo otro promotor del incremento de matorrales, el relacionado a la minería ilegal que opera en cercanías al río Tuichi (DEBER, 2022; DIARIO, 2022) al tumbarse árboles para esta actividad.  

Figura 1.

Dinámica multitemporal de cobertura entre: 2000 – 2022.

Por otra parte, el ritmo de deforestación del Bosque Yungueño Denso se encuentra por debajo del promedio anual de deforestación a nivel nacional; de acuerdo con los datos obtenidos (2000 – 2022), cada año se pierde 460.7 hectáreas y en los últimos 22 años se han detectado 10,137 hectáreas pérdida dentro el ANMI Madidi (Figura 1), en términos generales la tasa de deforestación de acuerdo a la formula Puyravaud (2003), del Bosque Yungueño Denso dentro el ANMI Madidi entre 2000 y 2022 fue de 0.085%, baja en comparación a la tasa de deforestación nacional (de 350.000 hectáreas/año).

•   Métricas del paisaje 

El ANMI Madidi presenta un paisaje dominado principalmente por la cobertura de Bosque Yungueño Denso, el cual de acuerdo a los índices evaluados manifiesta proceso de fragmentación, expresados a través del aumento de número de parches (NP) de 4,556 en 2000 a 5,992 en 2022, una disminución del tamaño promedio de parche (AREA-MN) pasando de 116.2 a 86.64 hectáreas (disminución en 25.4%); por otra parte, al considerar el índice de cohesión (COHESION), este no presenta un cambio en su valor por lo que muestra que en términos de agregación de parches estos no están tan disgregados como se esperaría, dado los otros valores de las métricas, probablemente por el carácter ANMI del Madidi que regula normativamente actividades antrópicas dentro el área (SERNAP, 2006) (Tabla 1).

Tabla 1.

Métricas a nivel de clases de cobertura entre: 2000 - 2022.

En relación con el índice de diversidad de Shannon (SHDI) a nivel del paisaje (que integra a todas las clases de cobertura no solo bosque), entre 2000 y 2022, presento un incremento de 16.4%, variando de 0.513 a 0.598, respectivamente, reflejando, por tanto, una heterogeneidad del paisaje dentro el ANMI Madidi (Bustamante & Grez, 1995; McGarigal et al., 2012). 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Badii, M. H., & Landeros, J. (2006). Cuantificación de la fragmentación del paisaje y su relación con Sustentabilidad. Daena: International Journal of Good Conscience. 2(1) : 26-38. Obtenido de http://www.spentamexico.org/v2-n1/2(1)%2026-38.pdf

Bustamante, R., & Grez, A. (1995). Consecuencias ecológicas de la fragmentación de los bosques nativos. Ciencia y ambiente 11(2), 58-63.

CEDIB. (26 de Julio de 2021). Obtenido de https://www.cedib.org/noticias/deforestacion-supero-las-2-millones-de-hectareas-en-la-amazonia-de-bolivia-colombia-ecuador-y-peru-la-region-03-08-21/

Chander, G., Markham, B. L., & & Helder, D. L. (2009). Summary of Current Radiometric Calibration Coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI Sensors. Remote Sensing of Environment, 113, 893-903. doi:https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.01.007

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Wei, Y., & Zhang, Z. (2012). Assessing the fragmentation of construction land in urban areas: An index method and case study in Shunde, China. Land Use Policy, 29(2), 417–428. doi:https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2011.08.006