Ingeniero Civil de Minas / Las técnicas geoestadísticas permiten cuantificar las leyes de especies de interés, subproductos y contaminantes dentro de depósitos minerales. Comúnmente estas técnicas se basan en una hipótesis de estacionaridad (homogeneidad espacial), la cual puede no ser pertinente al depósito considerado. Una técnica poco usada es el condicionamiento uniforme, la cual condiciona la estimación de leyes a la ley del panel, supuestamente conocida, y entrega la distribución de probabilidad de la ley de un bloque elegido aleatoriamente dentro de dicho panel. En el presente trabajo se busca aplicar el método del condicionamiento uniforme, validarlo contra resultados de simulaciones condicionales y extenderlo al caso bivariable. La base de datos del estudio corresponde a testigos de sondajes en yacimiento cuprífero, con información de coordenadas y leyes de cobre y arsénico en los puntos muestreados. En el trabajo son considerados cuatro casos de estudio: condicionamiento uniforme con leyes de panel calculadas por kriging o co-kriging y condicionamiento uniforme con leyes de panel calculadas al promediar un conjunto de simulaciones o co-simulaciones. Estos dos últimos casos se utilizan para hacer una comparación más robusta entre la simulación y el condicionamiento uniforme. La aplicación del condicionamiento uniforme al caso univariable (ley de cobre) da resultados coherentes con la simulación, ya que las curvas tonelaje-ley obtenidas de ambas técnicas se asemejan. En cambio, al aplicar el condicionamiento uniforme al caso bivariable y contrastar los resultados con los de la co-simulación, se aprecia una diferencia significativa en las curvas tonelaje-ley cuando se considera una restricción sobre la ley de arsénico baja (arsénico menor a 100, 200 ó 300 ppm). Sin embargo, al aliviar la restricción sobre la ley de arsénico, las curvas obtenidas por condicionamiento uniforme se asemejan más a aquellas obtenidas por co-simulación, pero la restricción de ley de arsénico debe ser tan holgada que resulta ser prácticamente un caso univariable en paneles de baja a mediana ley de arsénico. En base a estos resultados, se recomienda usar el condicionamiento uniforme univariable en etapas tempranas de estimación, cuando la malla de muestreo es amplia, puesto que es ilusorio buscar el detalle bloque a bloque. Por esta razón el condicionamiento uniforme surge como una alternativa de estimación mucho más rápida que la simulación y adecuada cuando existen problemas de estacionaridad. Por otro lado para el caso bivariable, no se recomienda el uso del condicionamiento uniforme, ya que no entrega resultados comparables con aquellos obtenidos por co-simulación, probablemente debido a que modela la dependencia entre las variables en estudio de una forma diferente.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / Actualmente los programas de producción de minas a cielo abierto se calculan suponiendo una productividad constante para cada equipo de carguío; siendo la productividad invariante frente a variables de diseño y operación. Este supuesto genera desviaciones operacionales del plan de producción, que en particular gatilla movimiento de minerales desde sectores no planificados de la mina para alimentar la planta concentradora. Estas desviaciones generan aumentos en los costos de operación actual en minas a cielo abierto. El tema desarrollado en este trabajo de título consiste en evaluar la influencia de variables de diseño y parámetros operacionales sobre la productividad de un equipo de carguío, en base a datos históricos recopilados de la mina Chuquicamata. La base de datos utilizada corresponde a los datos de producción de la mina de Chuquicamata entre los años 2006 al 2008, de donde se obtienen 19.263 registros. Las variables de diseño estudiadas son: el ancho de una fase, el largo y la altura de un banco, y si la fase se encuentra interferida o no (derrame de material sobre ella). Los parámetros operacionales estudiados son: el número de camiones, la ubicación del banco, la utilización efectiva en base disponible, el tamaño de la pala, la disponibilidad del equipo de carguío, el tipo de equipo (pala, excavadora o cargador frontal), la fase origen dónde está operando el equipo de carguío, la distancia media a recorrer por los camiones que transportan el material desde la fase origen, y el tipo de material que cargan (mineral o estéril). Se realiza un análisis de componentes principales sobre las variables en estudio, con el fin de seleccionar aquellas que más influyen en la productividad del equipo, y generar un modelo de regresión lineal múltiple que predice un tonelaje a extraer diario por tipo de equipo de carguío. Finalmente los parámetros que mayormente influyen en la productividad de los equipos de carguío son la utilización efectiva en base disponible, el número de camiones con los que opera el equipo, y la disponibilidad del equipo de carguío. Al utilizar el modelo propuesto el ajuste a los datos actuales de la operación del plan PND2009 implica una mejora del 24% con respecto a los datos de producción para ese año. Las mejoras que se recomiendan incluir en la planificación es una estimación más precisa de utilización y disponibilidad de equipos, junto a una mejor estimación de flota de camiones.

El presente trabajo consiste en el estudio numérico del confinamiento de un campo de alta temperatura, producido por una fuente de calor intenso, por medio de cortinas de aire tipo doble jet-doble flujo (DJ-DF), emulando las condiciones de operación de la instalación experimental construida en el marco del proyecto Fondecyt 1040498. Para este efecto se utilizó el modelo de turbulencia Reynolds Stress Model (RSM). El diseño de un dispositivo de confinamiento de escalares activos mediante cortinas de aire y la simulación numérica de sus condiciones de operación con modelos turbulentos de orden superior han motivado este estudio, cuyo objetivo ulterior es proponer soluciones para la seguridad en túneles viales. La eficacia de confinamiento por barreras gaseosas abre las puertas para diseñar su aplicación tecnológica en el campo de la seguridad dentro de túneles viales, en los cuales se busca controlar el transporte de calor y los gases tóxicos producidos en caso de incendio. La atención del estudió se centró tanto en las cortinas como en el comportamiento global del dispositivo. Simulaciones isotérmicas y no-isotérmicas fueron realizadas. Se efectuó una comparación del modelo RSM con los modelos k- standard y V2F. Se realizaron simulaciones no-isotérmicas considerando diferentes condiciones de operación del dispositivo, variando los parámetros relevantes que gobiernan los fenómenos estudiados (número de Reynolds, potencia térmica). Estas comparaciones fueron complementadas con mediciones de temperatura obtenidas de la instalación experimental. Por último, se varió el dominio de cálculo de las simulaciones: se realizó una simulación tridimensional del dispositivo y se realizó una simulación bidimensional, pero disminuyendo el largo de los circuitos de recirculación. Las simulaciones permitieron caracterizar las distintas zonas de las cortinas DJ-DF. En las zonas cerca de las boquillas de salida las cortinas se comportan como doble jet, pero aguas abajo se comportan como un jet plano simple. Los términos de transferencia de calor turbulento permitieron identificar las zonas de inhibición y transferencia de calor por estos mecanismos. Se observó que las capas de mezcla y la zona de impacto favorecen de manera importante el transporte de calor turbulento. Al aumentar el número de Reynolds de las cortinas se obtuvo una disminución de la actividad turbulenta en el eje de la cortina favoreciendo así el confinamiento. Se concluye que el modelo RSM se adapta mejor que los modelos citados, justificando el aumento de los recursos computacionales por la calidad de los resultados. Las simulaciones 3D indican cambios poco significativos en el comportamiento de las cortinas con respecto a los 2D, sin embargo, se predicen temperaturas mayores en la zona confinada debido a efectos radiativos en las paredes laterales. Las cortinas son en esencia bidimensionales y los efectos 3D se limitan a la zona próxima al penacho generado por la fuente térmica. La disminución de la longitud de los circuitos de recirculación del dispositivo no afecta la habilidad de confinamiento de las cortinas, pero produce un aumento global de la temperatura en la zona confinada. Dada la dispersión de los resultados al comparar el campo térmico experimental, etapas futuras de investigación numérica deben considerar las pérdidas de calor por las paredes (no adiabaticidad). Además, si se desea simular condiciones reales de incendio dentro del dispositivo, el modelo de radiación ocupado debe considerar el efecto radiativo que produce el humo dentro del túnel, que debería afectar la temperatura y dinámica de los flujos.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Fluidodinámica / En este trabajo se presenta el problema del transporte de calor y masa para un sistema compuesto de dos fases fluidas en un medio poroso, el cual puede ser relevante en el uso de CO2 como fluido de trabajo en reservorios geotermales. El medio poroso fue modelado usando una celda Hele-Shaw, la cual es ampliamente usada para la visualización del transporte de escalares. Los objetivos de este trabajo son (a) investigar teórica y numéricamente las leyes de escalamiento que gobiernan los procesos de mezcla en un medio poroso, y (b) visualizar los procesos de transporte usando celdas Hele-Shaw y avanzadas técnicas de segmentación de imágenes. El modelo derivado es una extensión de la ecuación de Polubarinova-Kochina, la cual es válida para regímenes de flujos altos en medios porosos. El transporte de calor y masa en un medio poroso es gobernado por el número de Nusselt Nu' y la tasa de disipación media escalar h"'i_ = `mix/L , donde `mix es la longitud de mezcla y L es la longitud horizontal de la celda . La principal contribución de este trabajo es la demostración de la existencia de los escalamientos hNu'i_ _ Ran(_) ' y h"'i_ _ Ram(_) ' , respectivamente, donde Ra' es el número de Rayleigh sujeto a la definición del escalar ' , el cual puede ser temperatura o concentración, y _ es el cociente entre el espaciamiento de la celda y su altura. Ambas cantidades se relacionan a través del modelo hNu'i_ = _(_2Ra', _)Ra' h"'i_ , donde _ contiene información de los efectos de difusión lateral de mezcla. Esta contribución extiende los resultados más recientes publicados en la literatura. Dada la importancia del parámetro adimensional _ en la escala de laboratorio, se realizó un detallado análisis lineal de la convección termal y la inestabilidad de Rayleigh-Taylor, incorporando efectos de tensión interfacial ya que el CO2 es un fluido parcialmente miscible con el agua. Los resultados obtenidos usando métodos asintóticos corrigen los análisis descritos en la literatura, así como también entregan nuevas evidencias de que el inicio de la inestabilidad de Rayleigh-Taylor depende completamente de los efectos interfaciales de la mezcla. Finalmente, para visualizar el transporte escalar, se realizaron experimentos de convección termal y mezcla por contraste de densidad. Se usaron técnicas de atenuación de luz y Schlieren sintético, además de métodos de segmentación de imágenes basados en principios variacionales, los cuales permitieron obtener interesantes resultados visuales del proceso de transporte. Se demostró que la aplicación del método optical flow permite reconstruir el mapa de temperaturas en celdas Hele-Shaw con una mejor resolución de imagen que el algoritmo PIV digital, obteniendo resultados acordes a lo esperando en sistemas geotermales sedimentarios. Además, se muestra experimentalmente que el uso de segmentación multifase es ideal para calcular propiedades físicas del proceso de mezcla, además de cantidades relacionadas con el transporte escalar, sin conocer a priori los valores de cantidades físicas tales como la densidad y velocidad de flujo

Ingeniero Civil / El presente trabajo consiste en la modelación no lineal y tridimensional en el software comercial CSI Perform-3D, de un edificio habitacional de hormigón armado ubicado en Iquique, el cual fue instrumentado en junio del 2014. Se contaba para este edificio con un modelo 3D en desarrollo, que mostraba acoplamiento de muros mediante los diafragmas. Se realiza el refinamiento de dicho modelo, y con él se estudia el comportamiento sísmico de sistemas de muros acoplados frente a registros de aceleraciones con diferentes niveles de amplificación, con énfasis en la distribución de las cargas laterales sobre ellos. Posteriormente, se desarrolla un modelo bidimensional para el estudio de un muro particular del edificio, en una sola dirección. Utilizando los modelos 2D y 3D, se analiza el impacto de la modelación no lineal en los resultados, el efecto de las cargas de acople en la posición de la resultante de carga lateral en los muros, las diferencias entre los modelos tridimensional y bidimensional, y el efecto de amplificar la demanda sísmica en el análisis. En el modelo bidimensional se estudian además los límites elásticos del muro escogido, y se hace un análisis de esfuerzos y deformaciones post-fluencia. Se observa, entre otros resultados, que la posición de la resultante de carga lateral se ubica bajo el valor esperado de dos tercios de la altura del muro, y que las fuerzas axiales en los elementos de acople son las que más incidencia tienen en esa distribución. Al descontar su efecto, la posición de la resultante sube más de un 20\% en los casos estudiados. Por otra parte, el modelo 2D, si bien reproduce el fenómeno estudiado, también presenta un nivel de acoplamiento bajo y un nivel de daño considerablemente inferior al del modelo completo. Al amplificar la solicitación sísmica se observa una baja de la posición de la resultante de carga lateral, debido a la mayor incidencia de modos superiores y al incremento del nivel de acoplamiento. Finalmente, se observa que luego de la fluencia en la base del edificio, se produce también la fluencia de pisos superiores, donde usualmente ya no se encuentra detallamiento de bordes. En base a lo estudiado, se proponen algunas recomendaciones. No es aconsejable utilizar modelos de fibras que no consideren la altura completa de los muros. En cuanto a análisis bidimensional, un modelo 2D puede reproducir correctamente ciertos fenómenos, pero en algunos casos no es posible omitir el componente tridimensional pues determina el comportamiento del muro.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo ayudar al usuario del metropolitano a tener un viaje de comodidad y calidad contando con información real del estado actual del sistema. El estudio de basa en desarrollar un método de mejora integral para la línea B del sistema de transporte Metropolitano, que además podría ser aplicado para todas las líneas o para sistemas de transportes públicos en general. Se detalla la situación actual de la empresa, luego se establecen mejoras a tratar a partir de las causas de problemas encontradas y de esta manera obtener beneficios para el usuario. Se inicia el trabajo de investigación desarrollando un marco teórico sobre las herramientas y métodos a utilizar, estos ayudarán a entender el contenido del informe. Luego se pasa a describir la situación actual de la empresa, cómo se encuentra organizada, sus unidades de negocio, sus objetivos y procesos realizados. Se establece que las áreas de estudio estarán basadas en tecnologías de la información y de recaudo en donde se realizarán descripciones de los procesos, analizando sus principales problemáticas. A partir de los problemas encontrados se trabajará la propuesta de mejora la cual está enfocada en simular el sistema de transporte con datos que reflejen el comportamiento del usuario, esta simulación mostrará datos procesados, los mismo que servirán de inputs en dispositivos automatizados con la finalidad de obtener información real como: Hora de llegada del próximo bus y la capacidad con la que llegará a la estación; es decir, información que le servirá al usuario para evaluar posibilidades y poder tomar decisiones a partir de ellas. Finalmente, este trabajo de investigación busca una mejora para el usuario brindándole información a partir de un sistema simulado, se puede observar en los resultados una disminución del tiempo en cola de espera, ya que el usuario, al tener la facultad de tomar decisiones decidirá no entrar al sistema o entrar después de que pase la hora de alta demanda; por otro lado, si se valorizara esta disminución de tiempo se reducirían los costos de hora hombre de S/. 1,755 a S/. 900. Adicionalmente, realizando esta mejora, el nivel de satisfacción de los usuarios para con el sistema de transporte aumentaría de -74% a 20%.

El presente trabajo tiene como objetivo plantear la utilización de un modelo de optimización de recursos hospitalarios; médicos y camas; en un hospital público que atiende el área sur de Lima para así poder disminuir los tiempos de espera de los pacientes. El estudio se ha centrado en los procesos de atención de los departamentos de emergencia, consultorio externo y hospitalización debido a que son los procesos principales de atención dentro de un hospital. Las etapas que se han desarrollado son las de análisis, diagnóstico, propuesta de mejora, desarrollo de propuesta y el análisis de los resultados obtenidos. El estudio determinó que la mejor herramienta para poder analizar la problemática fue el uso de la simulación de eventos discretos debido a que esta herramienta permitió desarrollar un modelo que refleja la realidad de los procesos de atención en los departamentos antes mencionados, así como también nos brindó estadísticas relacionadas a los tiempos de espera y cantidad de recursos necesarios. Así mismo, esta herramienta nos permitió poder trabajar con múltiples escenarios, lo cual fue determinante para encontrar la mejor alternativa de optimización y así plantear una propuesta de mejora que sea factible técnica y económicamente. Por otro lado, los datos han sido muy importantes para poder llegar los resultados y estos fueron obtenidos a través de mediciones y data histórica propia del hospital; lo cual favoreció bastante el análisis debido a que lo que se busca es encontrar funciones estadísticas que se basen en los datos de entrada y que reflejen adecuadamente los tiempos reales de cada proceso involucrado, de modo que los resultados obtenidos estén de acuerdo con lo que pasa en la realidad. Una vez obtenidos los datos del modelo el siguiente paso es el de validar esta información, proceso en el cual se debe demostrar estadísticamente que los datos de salida se encuentran dentro de los intervalos de confianza definidos. Luego de validar la información, se procedió a analizar qué departamentos eran los que se debían optimizar para lo cual se utilizó el diagrama de Pareto. A partir de esto se realizó un modelo de optimización que tenía como función objetivo la reducción de tiempo de espera en los departamentos antes seleccionados. Finalmente, este resultado se analizó monetariamente para así poder determinar cuánto perdía cada paciente que estaba esperando en la cola de atenciones, clasificándolos en pacientes profesionales y no profesionales. Este análisis se realizó para el modelo actual y el modelo optimizado, llegando a obtener una diferencia (ahorro) de S/. 10,733,569.02 de forma anual entre ambos modelos.

Hoy en día es difícil imaginar un mundo sin motores. Existen diferentes tipos y cada uno tiene características propias que los hacen ideales para una u otra aplicación. Desde el más pequeño hasta uno de gran potencia, los motores son usados en múltiples aplicaciones. Entre la variedad de motores los más comunes son los de corriente directa y los de corriente alterna. Dentro del último grupo, se encuentran los motores asíncronos, y síncronos. De ellos, los motores síncronos, aún se pueden subdividir en dos clases atendiendo al tipo de campo inductor o de excitación con que cuentan, es decir, si emplean devanado de excitación o imanes permanentes. Estos motores tienen características superiores a los asíncronos para la aplicación en los procesos donde se requieran de velocidad constante y respuesta rápida de torque. Sin embargo, su arranque o puesta en marcha y el control de su velocidad en función a la carga es muy complejo a diferencia de los motores asíncronos. Por ello, este tipo de motores requieren de sistemas complejos para controlar velocidad y torque en diferentes regímenes de funcionamiento, dado que en cada caso el motor debe mantener sus condiciones de sincronismo. Para este caso de estudio se usó el “Motor Síncrono de Imanes Permanentes” o por sus siglas MSIP, el cual es un sistema multivariable; es no lineal, y de alto acoplamiento magnético. En este caso el control vectorial de campo orientado ofrece una solución mediante transformaciones que permiten obtener un modelo dinámico del motor reduciendo sustantivamente la complejidad matemática. Por lo tanto, esta tesis está basada en el análisis del comportamiento del motor síncrono de imanes permanentes (MSIP) y la aplicación del control de campo orientado (FOC) empleando el software Matlab/Simulink. Todo el sistema de control está dividido en etapas funcionales, siendo estas: el generador de la modulación de ancho de pulso de vector espacial (SVPWM), modelo del MSIP, modulo inversor, transformación de coordenadas y sintonización de controladores. Luego, combinando esos módulos se construyó el modelo de simulación de la respuesta de velocidad y torque, dado que son los parámetros más importantes en el funcionamiento en estado estable de los MSIP. Finalmente se obtienen las gráficas que muestran que la curva de velocidad, torque y corriente llega a la respuesta deseada para diferentes niveles de carga.

El presente trabajo trata el tema del análisis de las colas originadas en las oficinas de una entidad bancaria producto de la configuración propia del sistema encargado de administrarlas, con el fin de realizar mejoras en busca de la disminución del tiempo de espera de los clientes. Esto redundará en aumentar el nivel de satisfacción del cliente, que como se sabe es un factor muy importante en cualquier empresa, más aún en una dedicada al servicio.

El presente trabajo desarrolla el diseño y la implementación de un modelo de simulación de eventos discretos, a partir del análisis del sistema de seguridad ciudadana que actualmente gobierna al distrito de San Martín de Porres. El objetivo principal de esta implementación, es mejorar el servicio de seguridad ciudadana que brinda el distrito a los pobladores que lo habitan. En ese sentido, se procura aumentar la atención de los delitos que puedan acontecer en esta zona, y brindar al ciudadano un servicio eficaz, con la capacidad de salvaguardar sus bienes y su misma persona. Esta meta se basa en optimizar la distribución de los recursos humanos y de transporte que se utilizan para concretar el servicio de seguridad ciudadana, de modo que sea factible económicamente para el gobierno y logre satisfacer a los residentes del distrito. El cumplimiento de este objetivo a través de la ampliación de la cantidad de recursos utilizados, se mostrará en el indicador de mejora explicado en el capítulo 4. Este mostrará que, gracias a la propuesta planteada, se logra una reducción del 52% de la cantidad de delitos no atendidos en el distrito, logrando una verdadera satisfacción de los ciudadanos. Por otro lado, al aumentar la cantidad de recursos, también se incrementarán los costos operativos, sin embargo, se comprueba que esta propuesta de mejora es completamente viable debido a que, realizando el respectivo análisis económico, se obtiene que el Valor Actual Neto (VAN) del proyecto será de S/ 348,461.72 y la Tasa Interna de Retorno (TIR) de15%, un valor mayor a la Tasa de Descuento que, para proyectos como este, es de 9%. Estos indicadores muestran el gran nivel de factibilidad de la propuesta de mejora que debería ser implementada en el distrito de San Martín de Porres. Para lograr estos resultados, se utilizará un conjunto de herramientas de diagnóstico, para conocer la causa principal del problema que aqueja al sistema en mención; para ello se necesitará realizar mapeos de procesos y matrices de análisis. Por otro lado, se desarrollará el modelo de simulación utilizando el software Arena y las herramientas que este programa ofrece, de modo que se genere una óptima distribución de los recursos de seguridad ciudadana. A través del presente trabajo se desea demostrar que el uso de un modelo de simulación de eventos discretos puede generar grandes resultados para un sistema de seguridad ciudadana que actualmente muestra deficiencias, pero que con una adecuada solución puede mejorar significativamente.