Ingeniero Civil Mecánico / La Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), cuenta con un reactor de investigación de 5 [MWt] y fabrica los elementos combustibles (EC) tipo MTR para su operación en la Planta Elemento Combustible (PEC). Es un objetivo estratégico diseñar y fabricar nuevos diseños de EC para clientes en el extranjero, por lo que se propone aumentar la capacidad de diseño de la planta. Para estos nuevos diseños se debe verificar su comportamiento mecánico, siendo fundamental para la operación conocer el comportamiento del prototipo ante vibraciones externas. El objetivo general de la memoria persigue diseñar una bancada de ensayos de vibración para verificación mecánica del diseño del Elemento Combustible MTR y de nuevos diseños, mediante ensayos en ambiente seco (al aire). Los objetivos específicos se estructuran según nivel de complejidad, comenzando con la Ingeniería Conceptual, que permita identificar los requerimientos de implementación y operación. Se sigue con la Ingeniería Básica, que abarca pruebas experimentales, definición de criterios y parámetros de diseño y elaboración de memorias de cálculo y planos preliminares. Culmina la fase de diseño con la Ingeniería de Detalle, mediante la preparación de planos de fabricación de la estructura y definición de elementos comerciales, basados en las correspondientes memorias de cálculo definitivas. Finalmente, se determina el presupuesto para la fabricación e implementación de la bancada de ensayos de vibración. La metodología utilizada consiste en la elaboración de un bosquejo preliminar de la solución en base al levantamiento de información, para posteriormente entrar en un proceso iterativo de diseño y memorias de cálculo, alimentado con los resultados obtenidos de los ensayos de análisis modal experimental aplicados al modelo de EC MTR placas planas. El cálculo se basa en simulaciones de análisis modal mediante ANSYS, aplicación de las normas NCh 427 para la estructura y NCh 170-2016 para el diseño en hormigón. Una vez alcanzado el diseño final, se obtienen como entregables el modelo CAD, diseñado en Inventor, los planos general, de despiece y fabricación, el diagrama de instrumentación P&ID y un análisis económico. Finalmente, los lineamientos proyectados se cumplen a cabalidad, culminando con el modelo CAD, la elaboración de planos de fabricación, construcción e instrumentación, memorias de cálculo estructural y de análisis modal, presupuesto y análisis económico. El estudio concluye con propuestas de modificación y trabajo futuro, con miras a la implementación de la bancada, interacción con nuevos proyectos y estudios complementarios que aporten al desarrollo del diseño de EC MTR. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN)

Magíster en Ciencias de la ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica. Ingeniero Civil / La identificación operacional en estructuras civiles tienen como fin el monitoreo continuo de estas. Sin embargo, al estar apoyada en algoritmos de identificación que suponen parámetros constantes del sistema a lo largo de toda la ventana de análisis, es incapaz de controlar la evolución del sistema en el tiempo. Las metodologías de seguimiento modal tienen como fin el control automático de la evolución temporal de los modos físicos. Una parte importante de la variación de los parámetros del sistema puede explicarse a partir de las variables meteorológicas, sobre todo de la temperatura. Esto es especialmente cierto para la frecuencia modal. En cambio, la forma modal puede considerarse constante, al menos ante variaciones moderadas del ambiente. El objetivo de este trabajo es evaluar las metodologías existentes de seguimiento modal y, al mismo tiempo, evaluar la pertinencia de incorporar el efecto de las variables meteorológicas a estas, recogido a través de modelos estadísticos. La evaluación se hace sobre la identificación del edificio de la Torre Central de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, que ha estado siendo monitoreado de manera continua desde el año 2009 a la fecha. También se cuenta con los registros de la estación meteorológica del Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, aledaña a la estructura a estudiar. Los resultados obtenidos indican que la incorporación de modelos de frecuencia modal en función de variables meteorológicas al seguimiento modal permite capturar la evolución de los modos físicos, sin embargo la metodología puede verse muy afectada por los altos niveles de ruido en los registros o la identificación. También muestran que, si bien la forma modal permanece virtualmente constante, esta no puede ser usada como parámetro exclusivo de seguimiento si la cantidad de sensores es muy baja. Adicionalmente, se comprueba que la temperatura y la dirección de incidencia de los rayos solares son las variables meteorológicas a considerar para predecir con precisión la frecuencia modal.