PUERTOS

HIDRÁULICA

CARRETERAS

MINERÍA

ELECTRICIDAD

MEDIO AMBIENTE

EDIFICACIONES

GEOTECNIA

APORTES DE LA INGENIERÍA PERUANARecopilación de importantes artículos técnicos

publicados por profesionales de CESEL SA Ingenieros Consultores

Edición35° Aniversario

MECÁNICA

PRESENTACIÓN 006

PRÓLOGO 009

PUERTOS

“DESARROLLO PORTUARIO EN LA AMAZONÍA. Puertos de Iquitos, Pucallpa y Yurimaguas” 021Ing. Raúl Delgado Sayán

“MODERNIZATION AND UPGRADING OF THE DOCK ANDASSOCIATED FACILITIES AT IQUITOS, PERU” 031Ing. Raúl Delgado Sayán

HIDRÁULICA

“CENTRAL HIDROELÉCTRICA SAN GABÁN II, 110 MW” 049Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini

“METODOLOGÍA PARA LA SELECCIÓN DE LA AVENIDA DE DISEÑO DEALIVIADEROS EN PRESAS DE REGULACIÓN” 068Ing. Virgilio Dávila Dávila

“DISEÑO DE CONDUCTOS FORZADOS SUBTERRÁNEOS PARA CENTRALESHIDROELÉCTRICAS Y SU APLICACIÓN EN EL PROYECTO SAN GABÁN II” 075Ing. Manuel Cáceres Masías (*)

“USE OF BAYESIAN NETWORKS: A DECISION SUPPORT SYSTEMS TOOLFOR LEARNING AND EVALUATING SUSTAINABLE DEVELOPMENT” 083Ing. Ada Arancibia Samaniego

ELECTRICIDAD

“ESFUERZOS LONGITUDINALES Y COLAPSO DE ESTRUCTURAS ENLÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS” 099Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini

“CABLES SUBTERRÁNEOS DE 220 kV Y DE 60 kV. EXPERIENCIAS EN EL ÁREA DE LIMA” 113Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini

“CORROSIÓN DE CONDUCTORES DE ALEACIÓN DE ALUMINIO EN LÍNEAS AÉREAS” 139Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini

“LONG TERM HYDROTHERMAL SCHEDULING LINEAR PROGRAMMING MODEL FORLARGE SCALE POWER SYSTEMS” 153Ing. Romel W. Jiménez

CARRETERAS

“METODOLOGÍA PARA EL CONTROL DE CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN DEPAVIMENTOS DE CONCRETO ASFÁLTICO EN CALIENTE” 161Ing. Carlos Chang Albitres (*)

“APLICACIÓN DE LA NORMA DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS: DG 2001” 177Ing. Edgar Castillo Vega Centeno e Ing. Luis Yafac Villanueva

“ANÁLISIS DE LA INFLUENCIA DE LOS PORCENTAJES VACIOS EN EL DETERIORO DE LASMEZCLAS ASFÁLTICAS COLOCADAS EN ZONAS DE ALTURA SUPERIORES A LOS 3500 msnm” 189Ing. José Meléndez Palma e Ing. María Campos Vázquez

INDICE

MECÁNICA

“SELECCIÓN DE TURBINAS DE COMBUSTIÓN PARA FINES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA” 209Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini

“EQUIPO HIDROMECÁNICO EN MEDIANOS Y GRANDES EMBALSES CON PRESAS DE TIERRA” 221Ing. Luis Moreno Figueroa

“CRITERIOS DE DISEÑO DE TUBERÍAS DE LÍNEAS DE IMPULSIÓN EN SISTEMAS DEBOMBEO EN PROCESOS MINEROS” 227Ing. Luis Moreno Figueroa

MINERÍA

“CIANURACIÓN Y MÉTODOS ALTERNATIVOS DE LIXIVIACIÓN DEL ORO” 237Ing. José Vidalón Gálvez

“¿FUNDICIÓN O LIXIVIACIÓN DE COBRE?” 243Ing. José Vidalón Gálvez

“EXPERIENCIAS EN COSTOS DE CIERRE DE MINAS” 247Ing. Luis Moreno Figueroa

MEDIO AMBIENTE

“REHABILITATION OF LAKE YANAMATE, CERRO DE PASCO, PERU” 253Ing. José Vidalón Gálvez

“TECNOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES EN LA CALIDAD DE AIRE” 263Ing. Luis Moreno Figueroa e Ing. Jimmy Canahuire Quispe

“MODELAMIENTO DE COBERTURAS CON FINES DE REMEDIACIÓN AMBIENTAL (I PARTE)” 267Ing. Carlos Quispe Ll. (*), Ing. César Moreno F. e Ing. José Vidalón G.

EDIFICACIONES

“INGENIERÍA CONTRA EL TERROR” 277Ing. Raúl Delgado Sayán

GEOTECNIA

“SISTEMAS DE EVALUACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES” 285Ing. Hebert Sotelo Aedo

“DISEÑO DE ENMALLADOS COMO ALTERNATIVA DE S0LUCIÓN PARA LAESTABILIDAD DE TALUDES” 291Ing. Hebert Sotelo Aedo, Bach. Kathya Lavado Carhuatocto y Bach. Oscar Cariapaza Nayhua

“METODOLOGÍA PARA LA ELECCIÓN DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN ÓPTIMACONTRA CAÍDA DE ROCAS” 297Ing. Hebert Sotelo Aedo e Ing. Jorge González Paulette.

NOTA:

Los nombres de los autores o coautores indicados en el presente “Indice” corresponden a ingenieros que forman parte del plantel de CESEL.

Los nombres de los autores o coautores indicados con asterisco (*) corresponden a profesionales que han formado parte del plantel de CESEL.

Este libro presenta, en edición facsimilar, una recopilación de destacados artículos

técnicos publicados a lo largo de los últimos 35 años por profesionales de CESEL SA

Ingenieros Consultores. Todos ellos han merecido en su momento una evaluación previa a

su publicación por parte de prestigiosas revistas y comités de congresos; y algunos de

ellos han sido premiados.

Esta recopilación persigue varios objetivos:

- Destacar el alto grado de desarrollo de la ingeniería peruana, no sólo como heredera

de milenarios esfuerzos y logros expresados en notables construcciones que pueden

admirarse a todo lo largo y ancho del territorio peruano, sino también como resultado

de la calidad de la enseñanza universitaria de la ingeniería en el Perú, gracias a los

esforzados desvelos de insignes maestros que más allá de eventuales limitaciones

materiales, han sabido transmitir y enseñar exitosamente lo mejor de los avances

científicos y tecnológicos. No puede dejar de mencionarse también, como artífice de

esta realidad, el reconocido empeño y esfuerzo con que las familias peruanas dedican

lo mejor de sus recursos al logro educativo de sus hijos.

- Rendir homenaje al importante esfuerzo de nuestros profesionales, por su dedicación

al estudio, análisis y divulgación de los aspectos más relevantes de ingeniería

correspondientes al desarrollo de los proyectos a su cargo. Es así que en estas

páginas se encuentran plasmados importantes criterios de diseño y cálculo de

notables proyectos tales como la Central Hidroeléctrica San Gabán II, de 110 MW;

el puerto fluvial de Iquitos, sobre el río Amazonas; la central termoeléctrica de

Ventanilla, de 200 MW; la Carretera Central que desde Lima se dirige al oriente alto

andino, cruzando altitudes de hasta 4800 msnm; etc.

La ingeniería peruana se ha consolidado de manera destacable gracias también al enorme

reto de la geografía en donde le ha tocado en suerte operar: la mundialmente reconocida

gran cantidad y diversidad de nichos ecológicos y climas del Perú. En efecto: el desierto

costero, con un ambiente de altísima contaminación salina, agravado por la casi ausencia

de lluvias y extrema humedad; los agrestes Andes, con sus periódicos deslizamientos

(“huaycos”) y su gran altitud, llegándose a diseñar y construir instalaciones en zonas

con alturas de hasta 5200 msnm; la lluviosa selva amazónica, con sus suelos arcillosos

saturados, “aguajales”, y con el río más largo y caudaloso del mundo, con zonas en donde

el desnivel del agua entre máxima creciente y vaciante llega a los 11 metros; terremotos

devastadores; zonas con temperaturas que en un mismo día fluctúan entre los -10°C y los

35°C; regiones volcánicas; periódicas presencias agresivas del fenómeno de “El Niño”, que

incluso en el pasado provocaron la desaparición de algunas civilizaciones preincaicas; etc.

PRESENTACIÓN

CESEL SA se congratula de haber creado desde su fundación en 1972, un importante,

calificado e integrado equipo multidisciplinario de profesionales, que ha diseñado y supervisado

la construcción de las grandes obras de infraestructura realizadas en estas décadas, tanto

en el Perú como en la región latinoamericana; equipo al cual constantemente se incorporan

jóvenes valores, constituyendo en la actualidad aproximadamente 300 profesionales, de un

total de 650 empleados de planta, lo que representa un gran patrimonio nacional.

Finalmente debemos agradecer a las importantes revistas y congresos cuyas páginas y

eventos han propiciado y acogido estos importantes artículos técnicos. Y en particular

debemos agradecer a las instituciones y empresas que a lo largo de estos 35 años nos

han honrado encargándonos importantes servicios de consultoría, que nos ha permitido

acumular a la fecha un muy significativo “know-how”, habiendo desarrollado una gran

diversidad de estudios, diseños, supervisión de obras y gerencia de proyectos, totalizando

a la fecha las siguientes significativas cifras:

Transporte y vialidad: Proyectos ejecutados: 81

Total de km de carreteras: 7050

Generación de energía: Centrales hidroeléctricas: 72

Centrales termoeléctricas: 15

Puertos: Proyectos ejecutados: 40

Aeropuertos: Proyectos ejecutados: 12

Minería: Proyectos ejecutados: 122

Medio ambiente: Proyectos ejecutados: 87

Presas y proyectos de irrigación: Proyectos ejecutados: 41

Transmisión de energía:Proyectos ejecutados: 171

Total de km de líneas de

alta tensión: 7750

Saneamiento:Proyectos ejecutados: 45

Total de km de redes de agua: 1800

Total de km de redes de desagüe: 1260

Plantas de tratamiento de agua: 12

Plantas de tratamiento de desagüe: 31

Industria:Proyectos ejecutados: 46

Hidrocarburos:Proyectos ejecutados: 30

Hospitales y centros de salud:Proyectos ejecutados: 61

Lima, Diciembre de 2007

PRÓLOGO

De los artículos:

Los artículos que han sido seleccionados para el presente libro destacan por alguno o

varios de los siguientes atributos: por su carácter innovador; porque constituyeron en su

momento un hito importante en el desarrollo de la ingeniería peruana; por su importancia

en el registro y procesamiento de experiencias que pueden y merecen ser utilizadas en

otros proyectos similares; por su valiosa difusión de importantes proyectos de ingeniería

realizados, así como de los procedimientos y técnicas empleadas en su desarrollo; etc.

En los artículos aquí incluidos, por ejemplo, se describen las características y criterios

seguidos para el diseño de los tres principales puertos fluviales del Perú, incluyendo el

importante Puerto de Iquitos, el cual fue la obra de ingeniería portuaria de mayor envergadura

realizada sobre el río Amazonas. Utiliza puentes basculantes de tal forma de poder absorber

las grandes variaciones anuales de nivel del río Amazonas, del orden de 11 m. También se

presentan dos artículos sobre los diversos criterios adoptados para el complejo diseño

multidisciplinario de la Central Hidroeléctrica San Gabán II, de 110 MW, la cual finalmente

se construyó en el plazo previsto y sin exceder su presupuesto, lo cual evidencia la alta

calidad de la ingeniería aplicada. Y también un artículo sobre la metodología de selección de

la avenida de diseño de aliviaderos en presas de regulación, el cual además de presentar el

“estado del arte” en el tema, describe su aplicación en el diseño de la presa de Macusani

(Puno) de 71 m de altura y 113 Mm3 de embalse.

Destaca también un artículo de aplicación de herramientas (redes bayesianas) de sistemas

de apoyo para la toma de decisiones, aplicándolo al análisis de un programa de gestión y

manejo de cuencas en la sierra del Perú.

En el campo de la transmisión eléctrica se incluye un artículo que expone de una manera muy

detallada y solvente, el proceso de cálculo de esfuerzos en líneas de transmisión aéreas,

con particular incidencia en evitar su colapso en cascada. Asimismo se presenta un análisis

exhaustivo y revelador de 20 años de experiencias en cables aislados (subterráneos) de alta

tensión (60 kV y 220 kV) instalados en la ciudad de Lima. También se incluye un interesante

trabajo de investigación vinculado al fenómeno de la corrosión en conductores de aleación

de aluminio, experimentado en algunas líneas costeras peruanas.

En sistemas eléctricos, es interesante el artículo de aplicación de un modelo de programación

lineal al análisis del despacho de generación hidrotérmica en el largo plazo para grandes

sistemas; y su utilización en el sistema eléctrico interconectado peruano.

En el área de carreteras, se presentan dos artículos sobre pavimentos flexibles. En el

primero de ellos se describen procedimientos y métodos estadísticos desarrollados para

el control de calidad durante su construcción, así como para mejorar su productividad,

garantizando al mismo tiempo su eficiencia técnica. En el segundo artículo se presentan

análisis de diseños de mezclas asfálticas para carreteras ubicadas a altitudes entre 3200

y 4800 metros sobre el nivel del mar. Un tercer artículo analiza las normas peruanas de

diseño geométrico de carreteras y su aplicación en el territorio nacional.

En el campo mecánico se incluye un artículo que reseña las valiosas experiencias, en los

aspectos tecnológico-contractuales, de los procesos de decisión para la adquisición de

turbinas de combustión del tipo ‘aeroderivada’ e ‘industrial’ en el Perú (Santa Rosa 110

MW, 1981; y Ventanilla 200 MW, 1993), así como en la crisis energética de República

Dominicana (1989). También se incluye un artículo respecto al equipamiento hidromecánico

y auxiliar empleado para presas de tierra, y otro sobre criterios de diseño de tuberías de

líneas de impulsión en sistemas de bombeo en procesos mineros.

En el tema minero, se presentan dos artículos de procesos. Uno de ellos dedicado a la

cianuración y métodos alternativos de lixiviación del oro. El segundo, analiza las alternativas

de fundición o lixiviación (SX-EW) para el procesamiento metalúrgico del cobre. Un tercer

artículo resume 10 años de experiencia de CESEL en estudios y proyectos de remediación

ambiental minera, así como presenta costos referenciales representativos de decenas de

planes de cierre de minas en actual operación, realizados por la empresa entre los años

2004 y 2006.

El capítulo ambiental presenta tres artículos. El primero de ellos describe el importante

proyecto elaborado por CESEL para la rehabilitación del lago Yanamate, de 10 km2 de

superficie, a 4360 msnm, que durante 22 años recibió 95 millones de m3 de aguas ácidas

y efluentes mineros con un alto contenido de metales pesados. Proyecto elaborado como

parte del plan de cierre de la mina Cerro de Pasco, y que utiliza soluciones innovadoras

y prácticas. El segundo artículo describe la tecnología que se viene utilizando para la

evaluación de impactos ambientales en la calidad del aire (ruidos, gases y polvos). El tercer

artículo expone las pautas de diseño de los diversos tipos de coberturas para la mitigación

de la contaminación debido a desechos.

En el área de edificaciones presentamos un interesante artículo que analiza, desde el

punto de vista del diseño estructural, lo acontecido en el colapso de las Torres Gemelas

de Nueva York, exponiendo conclusiones útiles para futuras edificaciones y reglamentos

de construcción.

Este libro concluye con tres artículos de geotecnia. Los dos primeros se dedican al estudio

y análisis de la estabilidad de taludes. El primero de ellos es el resultado de una cuidadosa

investigación de más de 700 taludes en suelos, y expone los criterios para una metodología

de valoración, aplicable directamente al diseño. Este artículo fue innovador, y su propuesta

ya es ampliamente reconocida en el Perú, particularmente en la evaluación y diseño de

taludes en carreteras. El tercer artículo presenta los diversos sistemas de sostenimiento

para protección contra caída de rocas sobre cualquier estructura, las metodologías de

cálculo y su elección óptima.

De los autores:

Ing. Raúl Delgado Sayán: se graduó de ingeniero civil en la Universidad Nacional de

Ingeniería. Master of Science en Ingeniería Civil en The Georgia Institute of Technology

(USA). Fundador de CESEL SA en 1972, fecha desde la que dirige la empresa. Destaca

como diseñador estructural y de puertos, además de haber gerenciado una gran diversidad

de importantes proyectos multidisciplinarios. Actualmente es Presidente de CESEL.

Ing. Duilio Ayaipoma Nicolini: se graduó de ingeniero mecánico-electricista en la

Universidad Nacional de Ingeniería. Cursó estudios en la especialidad de líneas de transmisión

en Suiza y Japón. Diseñador de líneas de transmisión de alta tensión aéreas y subterráneas;

y director de proyectos de generación termoeléctrica e hidroeléctrica. Gerenciamiento

de proyectos multidisciplinarios. Se incorporó a CESEL en 1981. Es Gerente General de

CESEL, desde 1986.

Ing. Virgilio Dávila Dávila: se graduó de ingeniero civil en la Universidad Nacional de

Ingeniería. Diplomado en Ingeniería Hidráulica en el International Institute for Hydraulic and

Environmental Engineering (IHE), en Delft (Holanda). Diseñador y planificador hidráulico.

Labora en CESEL desde el año 1985.

Ing. Manuel Cáceres Masías: ingeniero civil, graduado en la Universidad Nacional de

Ingeniería. Diseñador y supervisor de obras hidráulicas. Laboró en CESEL entre los años

1991 y 1999. Ocasionalmente presta servicios a la empresa en proyectos específicos.

Ing. Ada Arancibia Samaniego: se graduó en Ingeniería Civil en la Universidad Nacional

de Ingeniería. Master of Science en Water and Environmental Resources Management

en el International Institute for Hydraulic and Environmental Engineering (IHE), en Delft

(Holanda). Especialista en diseños hidráulicos así como en manejo de recursos hídricos.

Labora en CESEL desde el año 1999.

Ing. Romel Jiménez Paredes: se graduó de ingeniero electricista en la Universidad

Nacional de Ingeniería. Master of Science en Ingeniería Eléctrica en la Universidad Federal

de Maranhao (UFMA), en Brasil. Especialista en planeamiento de sistemas eléctricos,

con especial incidencia en despacho de generación. Labora en CESEL desde fines del

año 2004.

Ing. Carlos Chang Albitres: ingeniero civil, graduado en la Universidad Nacional de

Ingeniería. PhD y Master en Ciencias en la Universidad de Texas A&M (USA). Diseñador

de carreteras en el área de pavimentos e investigador en esta área. Laboró en CESEL

entre los años 1993 y 2003. Actualmente radica en USA. Ocasionalmente presta servicios

especializados a la empresa, para proyectos específicos.

Ing. Edgar Castillo Vega Centeno: se graduó de ingeniero civil en la Universidad Nacional

de Ingeniería. Obtuvo la Maestría en Consultoría de Ingeniería en la Pontificia Universidad

Católica del Perú / Universidad Politécnica de Madrid. Especialidad en diseño y supervisión

de carreteras. Trabaja en CESEL desde el año 1982, ocupando la Gerencia de Transportes

desde el año 1992.

Ing. Luis Yafac Villanueva: se graduó de ingeniero civil en la Universidad Nacional de

ingeniería. Especialista en diseño vial de carreteras. Trabaja en CESEL desde el año 1995.

Ing. José Meléndez Palma: graduado en Ingeniería Civil en la Universidad Nacional San

Antonio Abad, del Cuzco. Master en Ciencias en la Universidad Nacional de Ingeniería.

Diseñador y supervisor de carreteras, en la especialidad de pavimentos. Trabaja en CESEL

desde el año 2001.

Ing. María Campos Vásquez: se graduó en Ingeniería Civil en la Universidad Nacional

Antenor Orrego, de Trujillo. Especialista en supervisión de construcción de pavimentos.

Trabaja en CESEL desde el año 2000.

Ing. Luis Moreno Figueroa: ingeniero mecánico-electricista, graduado en la Universidad

Nacional de Ingeniería. Especialista en diseños y proyectos hidromecánicos. Labora en la

empresa desde el año 1990. Desde el año 1996 es Gerente de Asuntos Ambientales.

Ing. José Vidalón Gálvez: graduado en Ingeniería de Minas en la Universidad Nacional de

Ingeniería. Master en Ciencias Aplicadas en la Faculte Polytechnique de Mons (Bélgica).

Especialista en impacto ambiental de proyectos mineros. Trabaja en CESEL desde el

año 2003.

Ing. Jimmy Canahuire Quispe: graduado en Ingeniería Ambiental y Recursos Naturales

en la Universidad Nacional del Callao. Está siguiendo cursos conducentes a la Maestría

en Meteorología Aplicada, en la Universidad Nacional Agraria La Molina. Especialista en

estudios ambientales. Trabaja en CESEL desde el año 2002.

Ing. Carlos Quispe Llacsa: se graduó en Ingeniería de Mecánica de Fluidos en la Universidad

Nacional Mayor de San Marcos. Culminó los estudios de Maestría en Ciencias con

mención en Ingeniería de Recursos Hídricos, en la Universidad Nacional Agraria La Molina.

Especialista en hidrología. Trabajó en CESEL entre los años 1998 y 2006. Actualmente

reside en USA.

Ing. César Moreno Figueroa: se graduó de ingeniero civil en la Universidad Nacional de

Ingeniería. Master en Ciencias de la Energía en la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica).

Especialista en diseños hidráulicos. Trabaja en CESEL desde el año 1995.

Ing. Hebert Sotelo Aedo: graduado de ingeniero civil en la Universidad Nacional San

Antonio Abad del Cuzco. Especialista en geotecnia. Ha concluido los estudios de Maestría en

Ciencias, con mención en geotecnia, en la Universidad Nacional de Ingeniería, y los estudios

de Maestría en Métodos Numéricos en la Universidad Politécnica de Catalunya. Trabaja en

CESEL desde el año 1999, siendo Jefe del Departamento de Geología, Geotecnia y Riesgo

Sísmico desde el año 2001, así como del Laboratorio de Geotecnia y de Concreto.

Bach. Katia Lavado C.: estudió ingeniería civil en la Universidad Ricardo Palma. Especialidad

en geotecnia. Trabaja en CESEL desde el año 2005.

Bach. Oscar Cariapaza N.: estudió ingeniería civil en la Universidad Nacional de Ingeniería.

Especialidad en geotecnia. Trabaja en CESEL desde el año 2005.

Ing. Jorge González Paulette: se graduó de ingeniero civil en la Pontificia Universidad

Católica del Perú. Culminó los estudios de Maestría en ingeniería civil con mención en

estructuras, en la misma universidad. Diseñador estructural. Trabaja en CESEL desde el

año 1988.