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2 FACULTAD DE INGENIERÍA MAESTRÍA EN DISEÑO Y GESTIÓN DE PROCESOS DIRECTOR: PH.D. FERNANDO GUTIÉRREZ DISEÑO DE UNA MANTA BIODEGRADABLE DE TIPO EXPERIMENTAL PARA LA CONSERVACION DE TALUDES A PARTIR DEL ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LOS RESIDUOS ORGÁNICOS AGRÍCOLAS DE LA REGIÓN DEL TUNDAMA EN EL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ. Por: D.I. Esp. DIEGO FERNANDO BARAJAS SEPÚLVEDA

3 CONTEXTO OBJETIVOS CONCEPTOS METODOLOGIA RESULTADOS PROBLEMA DESARROLLO DEL PROYECTO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4 PROBLEMA PROBLEMÁTICA DE INVESTIGACIÓN PROBLEMÁTICA AMBIENTAL (TALUDES) APROVECHAMIENTO DE RECURSOS DE LA REGIÓN PRODUCTOS USADOS PARA RECUBRIMIENTO, REVEGETACION, ESTABILIZACION.

5 CONTEXTO

6 CONTEXTO

7 Diseñar una manta biodegradable de tipo experimental que permita el mejoramiento de las características de taludes, a partir de la evaluación de los residuos orgánicos agrícolas generados en la región del Tundama en el departamento de Boyacá. Identificar los residuos agrícolas propicios para la fabricación de la manta experimental teniendo en cuenta niveles de producción, cultivos, entre otros. Elaborar una manta experimental con el residuo orgánico seleccionado para determinar características comportamentales a nivel productivo y ambiental. Verificar el funcionamiento de la manta para el control de taludes en el contexto establecido. OBJ. GENERAL OBJ. ESPECÍFICOS OBJETIVOS

8 CONCEPTOS TALUDES CONSERVACIÓN DE TALUDES RESIDUOS AGRICOLAS Tormo J., Bochet E., García-Fayos P. (2004). Restoration and revegetation of road slopes in semiarid Mediterranean environments: edaphic processes determining success. Ecosistemas 18(2):79-90. Vargas (et al,2005). fuente fundamental de nutrimentos las propiedades químicas y físicas Los residuos constituyen una fuente fundamental de nutrimentos (Sodio, Fósforo, Azufre, Potasio y microelementos), como consecuencia de los procesos de descomposición y mineralización que sufren y por otra, contribuyen a definir las propiedades químicas y físicas del suelo.

9 APLICACIONES DE MATERIALES NATURALES EN GEOTEXTILES, MANTAS Y SIMILARES (Ma y Yu, 2004) Thermoplastic Starch Abono Orgánico Geomallas Sintéticas Mallas de Coco CONCEPTOS (Cont.)

10 Malla de Yute Rollizos y baldosas de pasto Sistemas de control no naturales sobre taludes CONCEPTOS (Cont.)

11 MATERIALES SINTETICOS UTILIZADOS EN LA CONSERVACION DE TALUDES CONCEPTOS (Cont.)

12 CONCRETO + ADICIÓN GEOMALLA PLASTICA HDPE

13 TECNICAS DE SELECCION DE MATERIALES Y TOMA DE DECISIONES CONCEPTOS (Cont.) Métodos de decisión multicriterio discretos Método de Restricciones Múltiples Método de selección de Ashby TECNICAS DE SELECCION DE MATERIALES Y TOMA DE DECISIONES Método de agregación Método compensatorio Método de ponderación lineal (Scoring) Método de utilidad multiatributo (MAUT) Método electre (Elimination Et Choix Traduisant la Réalité) Método promethee (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluations) Método macbeth (Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Technique) Método lexicográfico Método de programación por compromiso (TOPSIS) Proceso de análisis jerárquico (A.H.P.) Bouyssou (et al., 2000) Mangonon (2001) Ashby (1992)

14 METODOLOGÍA SELECCIÓN FACTORES DE ANÁLISIS VERIFICACION DEL PROCESO ACTUAL DE REVEGETACIÓN SELECCIÓN DEL RESIDUO AGRICOLA

15 METODOLOGÍA (Cont.) Tomado de: http://www.engormix.com/residuos_cult ivo_maiz_s_articulos_775_AGR.htm Consultado 12/06/2010.

16 METODOLOGÍA (Cont.)

17 ESTAS FASES SE REPITEN PARA LOS EXPERIMENTOS REALIZADOS METODOLOGÍA (Cont.)

18 PRUEBA Colapiscis+Glicerina+H 2 O PRUEBA (C 6 H 10 O 5 )n METODOLOGÍA (Cont.) Posterior a 35 días se observa descomposición del material sobre la superficie, indicando la adaptabilidad de la manta, su pertinencia como sustrato para conservar las condiciones del suelo (no hay alteraciones en pH) y el aporte que se realiza a los microecosistemas presentes en el medio. Pasados 35 días posterior a la ubicación final, se observa la aparición de insectos Armadillium vulgare y se presenta una coloración rojiza sobre la manta percibiéndose un proceso de descomposición del material

19 RESULTAD OS

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21 La manta mejora las propiedades del suelo gracias a que la materia orgánica favorece la estabilidad estructural de la superficie donde se ubicó, debido al aumento del contenido en macronutrientes N (principalmente por ser componente tanto del material fibroso como del aglomerante (Gelatina)), P,K, y micronutrientes; aumentó su capacidad de retención de agua en el suelo, permitiendo su posterior biodegradación. Finalmente la manta actuó como soporte y alimento de los microorganismos e insectos ya que viven a expensas de material orgánico. RESULTAD OS T.C.1 Y T.C.4 Comportamiento Similar T.C.2. T.C.3.

22 RESULTAD OS

23 los biosólidos Como resultado del proyecto se evidencia que en Colombia no se han desarrollado proyectos de está índole pero si se demuestra las nuevas aplicaciones dadas a diferentes residuos de procesos y subprocesos industriales y agrícolas, como es el caso de los biosólidos. ecotécnicas Fernández-Castillo (et. al. 2008) realizó la evaluación de dos ecotécnicas para facilitar la revegetación y naturación de taludes rocosos, lo cual permitió establecer que la hidrosiembra se comporta mejor que la geomalla de yute utilizada. Con lo anterior se puede establecer una relación del uso de materiales similares con este proyecto, dando como referencia la posibilidad de la utilización de materiales biodegradables para la revegetación de taludes. Bajo la misma premisa del proyecto (utilización de materiales amigables), se han venido desarrollando agromantos que han permitido el control de erosiones (de alguna manera similar al tema tratado) mediante su instalación en diferentes suelos, siendo un geosintético. “un instrumento desarrollado para aprovechar eficientemente los recursos naturales y materiales y permitir la elaboración de productos y servicios, así como el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y materiales diversos para la vida diaria” RESULTAD OS

24 El desarrollo del proyecto se tomará como punto de partida para el continuo desarrollo tecnológico, buscando así un modelo de perfeccionamiento que contribuya tanto al aprovechamiento de materiales existentes en el contexto, como de productos y subproductos derivados de procesos orgánicos agrícolas ya sean artesanales o industriales. El empleo de materiales compuestos en la actualidad presenta múltiples ventajas para su uso en áreas referentes a la geotecnia, la edafología, entre otras. En aplicaciones de ingeniería (especialmente civil) el empleo de materiales compuestos no está tan extendido, debido principalmente al desconocimiento que aún existe de estos materiales en cuanto a las prestaciones estructurales, biológicas y mecánicas que son capaces de aportar y, porque materiales tradicionales como son el concreto y el acero están ampliamente contrastados en todo el mundo, desde sus características ambientales hasta su uso exclusivamente en estabilización, mas no, en conservación. CONCLUSIONES

25 Con el proyecto se corrobora lo planteado por Bochet y García-Fayos, 2004: …las propiedades físicas y químicas de las zonas alteradas no son adecuadas para el establecimiento de la vegetación, ya que presentan suelos poco fértiles (escasez de nutrientes y de materia orgánica), de texturas poco equilibradas y/o pedregosas. Es importante en este sentido considerar el efecto de la aplicación de la manta biodegradable, dado que da respuesta a la aplicación de nutrientes a partir de material orgánico y a la generación de microecosistemas. alternativa técnicamente viable Con base en los diseños planteados, el desarrollo de los materiales compuestos (manta conformada por el subproducto + aglomerante) se ven como una alternativa técnicamente viable para su uso en la conservación de las propiedades de los taludes y posible revegetación. Lo anterior, permitiendo un desarrollo futuro importante debido a las ventajas comparativas en relación con los materiales de uso tradicional como la lona (sistemas polisombra) o malla eslabonada metálica. Este proyecto permitió plasmar el enfoque biosistémico del programa académico ya que se tuvo en cuenta la integración de tecnologías necesarias para lograr el máximo aprovechamiento de las materias primas sobre la base de los recursos locales y enfocadas a dar respuesta a las necesidades sociales. CONCLUSIONES

26 PONENCIA: VIII Encuentro Regional de Semilleros de Investigación RedCOLSI Nodo Boyacá. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA. SOGAMOSO. 4, 5 y 6 de Mayo de 2010. PONENCIA: Campamento Nacional de Semilleros de Investigación y V encuentro de la Alianza Regional de Universidades Públicas ARUP. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA. TUNJA. 29, 30 Y 31 de Agosto de 2010. POSTER: “2do. Seminario de Investigación en Diseño” ¿Qué transformaciones sociales ha promovido o generado el diseño en Colombia? VILLA DE LEYVA. 30 de Septiembre y 01 de octubre de 2010. PONENCIA: XIII Encuentro Nacional y VII Internacional de Semilleros de Investigación RedCOLSI. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SOLEDAD – ATLÁNTICO. 14, 15, 16 y 17 de octubre de 2010. Barajas Sepúlveda, D. (2011). Diseño de una manta biodegradable de tipo experimental para la conservación de taludes a partir del análisis y evaluación de los residuos orgánicos agrícolas de la región del Tundama en el departamento de Boyacá - Colombia. Ponencia. XV INTERNATIONAL CONGRESS ON PROJECT ENGINEERING. Huesca, 6, 7 y 8 de Julio. PRESENTACIONES Y PUBLICACIONES

27 GRACIA S. ?