Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica. ingeniera Civil / Numerosas aplicaciones geotécnicas involucran la interacción del suelo con estructuras a través de intefaces. Este trabajo estudia el efecto de la variación de temperatura en la acumulación deformaciones en estas interfaces cuando están sometidas a una carga estática menor a la crítica, pero que pueden causar deslizamientos a lo largo de la interfaz. Esta tesis tiene como principal objetivo desarrollar una metodología experimental, numérica y analítica que permita evidenciar este fenómeno, y finalmente estudiar su desarrollo en un ejemplo práctico, como lo son los pilotes termo-activos. Este fenómeno, conocido como ratcheting (Alonso-Marroquín y Herrmann, 2004), se estudia en este trabajo mediante el desarrollo de un montaje experimental, donde un bloque de acrílico se ubica horizontalmente sobre suelo arenoso seco, y que, mientras es cargado estáticamente en dirección paralela a la interfaz, es sometido a ciclos de temperatura. Esta configuración permite confirmar que bajo ciertos estados de carga (cercanos a la condición crítica al deslizamiento en la interfaz), la amplitud, periodo y número de ciclos de temperatura desencadenan el fenómeno de acumulación de deformaciones. De manera adicional, y a modo de verificar los resultados experimentales, se elabora un modelo termo-mecánico de elementos finitos y un modelo analítico basado en el principio de transferencia de carga en pilotes y que incorpora deformaciones termo-elásticas. Los resultados de estas tres metodologías son consistentes, permitiendo evidenciar el fenómeno en estudio, además de la identificación de aquellos parámetros más relevantes en su desarrollo, como por ejemplo el coeficiente de expansión térmica, el Factor de Seguridad al deslizamiento y la amplitud y periodo de los ciclos de temperatura. Se muestra, además, la proporcionalidad que existe entre la tasa de acumulación de desplazamientos y estos parámetros. Por otro lado, los resultados de la aplicación a pilotes termo-activos en elementos finitos, muestran consistentemente que para estos sistemas, la temperatura efectivamente incide en su desempeño al largo plazo, principalmente en términos de su serviciabilidad. Efecto que se explica por la sucesión de contracciones y expansiones del material del que ha sido construido el pilote.

Ingeniera Civil Mecánica / Con el aumento de la demanda energética a nivel mundial y la necesidad de disminuir los efectos del calentamiento global, el ser humano se ha visto en la obligación de desarrollar las energías renovables. Entre ellas, la más utilizada es la fotovoltaica, que transforma la radiación solar en energía eléctrica. Una tecnología relativamente nueva es la de paneles fotovoltaicos bifaciales, cuya capacidad de generar energía es mayor debido a sus dos caras receptoras. Dado que la temperatura de operación define de forma importante la eficiencia obtenida, se hace necesario desarrollar un modelo que prediga su comportamiento térmico transiente en función de diferentes condiciones de operación y así optimizar su desempeño, el cual no existe en estos momentos. El objetivo de este trabajo es elaborar un modelo unidimensional para determinar el comportamiento de la temperatura de una celda bifacial y a su vez, analizar la mejora del rendimiento a través de un sistema de refrigeración por ventilación, sin considerar los efectos en y de las otras dimensiones. Para esto fue necesario plantear el sistema de ecuaciones de transferencia de calor que rigen el problema. Entre las consideraciones se incluye la convección, tanto natural como forzada; la conducción transiente; la radiación, tanto la absorción solar como la emisividad hacia el espacio; y las pérdidas de generación. Para resolver esto se elige como método de diferencias finitas el de Crank-Nicolson en el espacio, el que es implementado en el software Matlab. Se determinan las variables de entrada al modelo, las cuales son:radiación solar (global, difusa y directa),temperatura ambiente, velocidad del viento, ángulo de inclinación del panel, ángulo de elevación del sol y humedad relativa. En otro aspecto se consideran las variables propias del panel solar, que afectan directamente en la generación, como sus corrientes y voltajes característicos, además de los coeficientes de temperatura, para así simular las pérdidas propias del aumento de temperatura en la celda. Finalmente el modelo térmico transiente entrega temperatura a lo largo del panel junto con la corriente y potencia que produce para diferentes tiempos de operación El modelo fue validado con datos de un panel solar convencional en funcionamiento, donde presentó un error cercano a lo reportado en la literatura. Se calcula el comportamiento de la refrigeración para un panel bifacial con diferentes ángulos y velocidades de ventilación, además de analizar la incidencia de la velocidad de entrada a los ventiladores en la potencia requerida por éstos. Se concluye que mientras la velocidad de ventilación es mayor a la del caso sin ventilación, la refrigeración aporta al aumento en la generación de potencia. A su vez, se corroboró que si se aumenta la velocidad del viento, mayor es la disipación de calor, obteniéndose temperaturas de celda más bajas. Por otra parte, a pesar de que se gana más potencia refrigerando ambas caras del panel, la diferencia es pequeña comparada al aumento en la potencia requerida para el sistema de ventilación. Finalmente, el viento de entrada al ventilador afecta de manera imperceptible en los resultados del balance de potencia, pero puede ser un factor a considerarse en caso querer optimizar una instalación.