Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / La presente memoria de título evalúa la posible instalación de una planta desalinizadora de agua de mar ubicada en las cercanías del pueblo de Carrizalillo, ubicado en la comuna de Freirina, III región de Atacama, Chile. El poblado tiene un número de habitantes cercano a 200 personas y está ubicado a aproximadamente 5 kilómetros de la costa, lo cual lo convierte en un sitio atractivo para el caso base. El estudio técnico contempló diferentes metodologías de desalinización, técnicas de cultivos agrícolas y el funcionamiento de paneles solares. En cuanto a la evaluación económica, se implementó un modelo en MATLAB, el cual permite verificar la rentabilidad del proyecto y la estabilidad de esta frente a diferentes escenarios. Respecto al estudio legal, este se realizó con ayuda de los planos reguladores del sector, para así conocer si es posible hacer el proyecto en la zona. Finalmente, se analizó el compromiso social del proyecto con la herramienta de análisis integral (HAIN). La motivación del proyecto nace directamente de la escasez hídrica, fenómeno a escala mundial del cual Chile no queda exento. Actualmente en la zona estudiada se producen cortes de agua debido al incremento de la población en el sector en temporadas de vacaciones o fin de semanas largos. Además, existen dos localidades cercanas que comparten la falta de agua en el sector, Chañaral de Aceituno y Caleta Carrizalillo. Cada poblado tiene una población cercana a 200 personas. El estudio considera utilizar una pequeña porción del total del agua desalada para realizar cultivos en medio hidropónico de tomates y lechugas, estos corresponden al sustento económico del proyecto, debido a que las ganancias por venta de agua no son suficientes. La elección de cultivos se debe principalmente a que corresponden a ejemplos de fruta y verdura de hojas, respectivamente. La adición de estudios de cultivo se debe principalmente al empobrecimiento del trabajo agrícola en el sector a través de los años, debido principalmente a la falta de agua. Los resultados muestran que el proyecto es factible en un escenario en donde se realiza la venta de alimentos para un público objetivo que involucra a las tres localidades, este escenario presenta un VPN de 25.000.000 [CLP] y una TIR de 31% para un horizonte de 10 años, recuperando la inversión a final del segundo año. El estudio de planos reguladores enseña una zona cercana a la costa que se ubica en el centro de los poblados, lo que facilita la distribución de tomates y lechugas. Finalmente, la HAIN indica que la mayor preocupación a tener en consideración es respecto a la salmuera, el principal desecho de la desalinización. Además, para que el proyecto aporte una riqueza social se considera la posible ampliación de la producción de agua potable y/o la adición de paneles solares extras para otorgar energía eléctrica a la zona.

La presente investigación responde al siguiente problema principal ¿Cómo formular el modelo de un sistema multisensorial para la supervisión y seguridad industrial aplicando tecnología de inteligencia artificial para las empresas de nuestro país, considerando las variables más importantes del sistema? El diseño del proyecto, fue desarrollado en una empresa de manufactura, en donde no existia un ambiente de seguridad industrial, lo cual aumentó la probabilidad en los trabajadores de sufrir riesgos y accidentes en el trabajo. El objetivo del presente proyecto fue diseñar un modelo del sistema multisensorial de seguridad industrial, para lo cual se aplicaron conceptos de redes industriales RS-485 por las múltiples ventajas que representa, así como dispositivos programables con características de inteligencia artificial y elementos sensores de diversas señales físicas. Para obtener un diagnóstico luego de un periodo de observación, y como estrategia para probar la utilidad del modelo electrónico planteado se consideró implementar en una empresa piloto, específicamente en el departamento de producción considerando las instalaciones, la maquinaria, los trabajadores. Para las evaluaciones fueron elaborados recopilación de información con el objeto de analizar las informaciones obtenidas. Se realizaron evaluaciones técnicas para determinar las zonas de riesgos de accidentalidad en la empresa piloto en mención. Se pretende que éste modelo de seguridad industrial sea desarrollado en diversas empresas, como recurso para reducir el índice de accidentalidad laboral así como mejorar el factor costo-beneficio. / Tesis

El objetivo de la presente tesis es realizar la diferenciación de las variedades de Pisco (Italia y Quebranta) que cumplan con la Denominación de Origen, así como la diferenciación del Pisco Quebranta con mezclas adulteradas con aguardiente de caña en diferentes proporciones. Para esta investigación se utilizó una nariz electrónica conformada por un arreglo de sensores basados en óxidos metálicos (SnO2 y TiO2) y composites a base de mezcla de óxidos en diferentes proporciones: (SnO2/TiO2) 1:4, (SnO2/TiO2) 1:2 y (SnO2/TiO2) 4:1. Estos materiales fueron dopados con Pt y/o Pd y adicionalmente fueron recubiertos con zeolita-Y. Este material funciona como un tamiz molecular que discrimina moléculas por su tamaño y forma. Para la preparación de los óxidos metálicos se utilizó el método sol-gel, y para el dopaje se utilizó el método por impregnación húmeda. La caracterización de los materiales se realizó mediante las siguientes técnicas: DRX, SEMEDS y FRX, con las que se lograron determinar las estructuras cristalinas y se pudo confirmar la presencia de los dopantes. Asimismo, por espectroscopía Raman se confirmó la presencia de vacancia de oxígenos superficiales, lo cual fue asociado con el incremento en la respuesta del sensor. La información de las respuestas obtenidas del análisis de sensado fue procesada utilizando la técnica de Análisis de Componentes Principales (PCA), esta técnica es un método estadístico multivariado que produce nuevas variables, denominadas componentes principales, a partir de transformaciones lineales de las variables originales, de modo tal que estas nuevas variables maximicen la Varianza Total que indica el nivel de confianza de los resultados. El PCA permite visualizar la diferenciación entre las variedades de pisco, así como la diferenciación frente a un pisco adulterado. Los sensores que mostraron una buena diferenciación de las muestras de Pisco según las variedades Italia y Quebranta son: (SnO2-TiO2)1:4, (SnO2/TiO2)1:2, (SnO2/TiO2) 4:1, 0.05% Pt (SnO2/TiO2) 4:1, 0.1% Pt (SnO2/TiO2)4:1, 0.05% -0.05% Pt-Pd(SnO2/TiO2) 4:1, 0.05% - 0.1% Pt-Pd(SnO2/TiO2) 4:1, 0.1% Pt/SnO2 y 0.05% -0.1% Pt/SnO2. El sensor (TiO2/SnO2) 4:1 es el que muestra una mayor sensibilidad y mayor capacidad para diferenciar las mezclas de Pisco con aguardiente de caña (AC), especialmente en las mezclas con menor concentración de AC. Asimismo, la capacidad de diferenciación mejora con el recubrimiento de zeolita-Y en los siguientes sensores: 0.1% Pt/SnO2 y 0.05%-0.1% Pt-Pd/SnO2. / The aim of this thesis is to differentiate the varieties of Pisco (Italia and Quebranta) that act in accordance with the Denomination of Origin, as well as the differentiation of Pisco Quebranta with mixtures adulterated with cane liquor in different proportions. For this research, an electronic nose was used, constituted by an array of sensors based on metal oxides (SnO2 and TiO2) and composites based on oxides mixtures in different proportions: (SnO2/TiO2) 1:4, (SnO2/TiO2) 1:2 and (SnO2/TiO2) 4:1. These materials were doped with Pt and/or Pd and additionally they were coated with zeolite-Y. This material works as a molecular sieve that discriminates molecules by their size and shape. For the preparation of metal oxides, the sol-gel method was used. And for doping, the wet impregnation method was used. The characterization of the materials was performed using the following techniques: XRD, SEM-ED and XRF, with these techniques was possible the determination of the crystalline structures and the presence of dopants was confirmed. Raman spectroscopy confirmed the presence of surface oxygen vacancies, it was associated with the increase of the sensor response. The information obtained from the sensing analysis was processed using the Principal Component Analysis (PCA) technique. This technique is a multivariate statistical method that produces new variables, called principal components from linear transformations of the original variables, in such a way that these new variables maximize the Total Variance that indicates the confidence level of the results. The PCA allows to visualize the differentiation between the varieties of Pisco, as well as the differentiation against an adulterated Pisco. The sensors that showed a good differentiation of the Pisco samples according to the Italia and Quebranta varieties are: (SnO2/TiO2)1:4, (SnO2/TiO2)1:2, (SnO2/TiO2) 4:1, 0.05% Pt (SnO2/TiO2) 4:1, 0.1% Pt (SnO2/TiO2)4:1, 0.05% -0.05% Pt-Pd(SnO2/TiO2) 4:1, 0.05% -0.1% Pt-Pd(SnO2/TiO2) 4:1, 0.1% Pt/SnO2 and 0.05% -0.1% Pt/SnO2. The (SnO2/TiO2) 4:1 sensor is the one that shows greater sensitivity and greater capacity to differentiate the mixtures of Pisco with cane liquor (CA), especially in the mixtures with lower concentration of CA. Besides, the differentiation capacity improves with the zeolite-Y coating in the following sensors: 0.1% Pt/SnO2 and 0.05%-0.1% Pt-Pd/SnO2.

En este trabajo se presenta el modelamiento del intercambiador de calor de tubos y carcasa de Lngerer u. Reich (Stück 2 Dat 372) del laboratorio de energía de la Sección de Ingeniería Mecánica. El intercambiador de calor recibe agua caliente en su coraza, proveniente de un motor de combustión, y agua fría en los tubos internos.

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Memoria para optar al título de Ingeniera Civil Mecánica / A la hora de evaluar el desempeño de sistemas térmicos, mantener registros temporales de temperatura y caudal permiten obtener información sobre el rendimiento y estado de operación del sistema. Estudios de confiabilidad en equipos y componentes son un proceso fundamental para reducir costos de mantención y aumentar la vida útil de estos. La identificación de comportamientos anómalos se puede utilizar para detectar variaciones inesperadas en patrones de consumo o en la degradación de componentes en el sistema. En los últimos años, diversas técnicas de aprendizaje profundo se han aplicado de manera exitosa en la identificación y cuantificación de daño en distintos sistemas mecánicos. Por lo anterior, es de interés evaluar su uso para el análisis de desempeño en sistemas térmicos, en particular, técnicas especializadas para el análisis de series temporales. Los sistemas solares térmicos son una fuente de energía viable y sustentable para aplicaciones de agua caliente a nivel domiciliario e industrial. Su operación requiere una correcta integración y mantención para efectivamente reducir el consumo de combustibles fósiles. Sin embargo, un sistema de monitoreo aumenta los costos del sistema, por lo que se deben tomar decisiones estratégicas para seleccionar componentes críticos a los cuales observar. Temperaturas y caudales en colectores solares, bombas y acumuladores de calor son las principales variables para analizar bajo diferentes condiciones meteorológicas. El presente Trabajo de Título consiste en la evaluación de distintas técnicas de Aprendizaje Profundo para el desarrollo de un modelo de diagnóstico de detección de anomalías en sistemas térmicos. El caso de estudio utilizado es el sistema de agua caliente solar del edificio Beauchef 851, el cual es analizado y simulado con el software TRNSYS. A través de esta representación, es posible generar grandes cantidades de datos tales como temperatura, flujo y las condiciones ambientales para representar condiciones nominales y anómalas inducidas en el sistema. Se plantea utilizar técnicas de aprendizaje profundo para el análisis de información secuencial correspondiente a los datos generados a través de la simulación en TRNSYS. Se evalúan diferentes técnicas para el análisis temporal como, por ejemplo, Redes Neuronales Recurrentes Profundas para predicción de temperaturas bajo variadas configuraciones y horizontes de evaluación. Esto, con el fin de desarrollar un método para la detección de anomalías en patrones de consumo, eficiencia de los colectores solares y operación de las bombas. El aumento de la temperatura registrada a la salida del campo solar causada por una alteración en la demanda de agua caliente es identificada como anomalía con una exactitud de un 86% en las muestras estudiadas. A su vez, la detección de la reducción de la misma temperatura debido a anomalías inducidas en la eficiencia del colector obtiene una exactitud de un 70%. A pesar de la sensibilidad del modelo de detección, estos resultados son prometedores ante la posibilidad de integrar mediciones y validaciones experimentales de este.

Una de las industrias más antiguas del mundo consiste en aplicar una tinta, generalmente oleosa, sobre unas piezas metálicas, llamadas tipos, para transferirla al papel por presión. La imprenta o la industria de las artes gráficas, ha ido desarrollándose exponencialmente en el transcurso del tiempo con el uso de nuevas tecnologías y técnicas por causa de la demanda que día a día aumenta aún más. De todas las radiaciones electromagnéticas existentes en el universo que se pueden representar en un gráfico en función de su longitud de onda, la radiación ultravioleta fue adoptada por la industria de las artes gráficas en los años setenta, cuando se empezaron a formular las primeras tintas litográficas tratables con esta radiación. En la actualidad, las lámparas que emiten radiación ultravioleta tienen una extensa aplicación en la industria gráfica debido al nuevo abanico de posibilidades que ha desplegado para el secado o curado de tintas y barnices, ya que logra este objetivo en fracciones de segundo. La máquina creada para este proceso es denominada como Túnel UV o Túnel de curado UV. En la industria peruana la fabricación de estas máquinas no es ajena. Sin embargo, muchas microempresas no cuentan con el soporte tecnológico para lograr un adecuado funcionamiento de las lámparas UV, pues estás requieren un adecuado encendido además de una refrigeración controlada para mejorar la eficiencia de las mismas. La presente tesis plantea el diseño y la implementación de un sistema de automatización de bajo costo para los túneles de curado ultravioleta fabricados por la empresa CREATUM PERU S.A.C. de manera que, además de dotarlos de soporte tecnológico, logre una optimización en su funcionamiento; es decir, un curado idóneo a una mayor velocidad, además de llevar un registro del tiempo de funcionamiento de las mismas y de dotarlos de control inalámbrico para un mejor desempeño del operario en su zona de trabajo. / Tesis

La radiación ionizante se encuentra en nuestro mundo de forma natural y es una herramienta tanto beneficiosa como dañina para el ser humano. El objetivo final de esta tesis es evadir los efectos dañinos, en específico, de la radiación X y gamma. Durante este asunto de estudio se muestra el proceso detallado del diseño de un equipo de detección de rayos X y rayos gamma utilizando como pieza principal un diodo PIN de silicio modelo S3590-08, del fabricante Hamamatsu Photonics, capaz de sensar la intensidad de los rayos gamma y los rayos X a distintas energías. El equipo es capaz de procesar los datos gracias a un microcontrolador Atmega8 de la compañía Atmel, y mostrar al usuario la dosis de radiación a la que está expuesto en tiempo real a través de una pantalla de cristal líquido. También le advierte al operario si ha superado un valor seguro a través de mensajes y de dos alarmas, una visual y la otra sonora. Todo el diseño es validado en base a simulaciones de software que emulan el comportamiento, de forma aproximada, de la electrónica utilizada en la tesis. Además, se añade un protocolo de pruebas frente a radiación X para una futura etapa de implementación, calibración y uso final del equipo en el Laboratorio de Materiales de la especialidad de Ingeniería Mecánica. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Explica los problemas de balance en línea de producción en una fábrica de calzado. Se aplica la metaheurística búsqueda tabú, encontrados un modelo de distribución de trabajadores a las actividades de producción que logro mejorar la eficiencia en un 75%. Asimismo los reprocesos por fallas tuvieron una reducción del 8.21% obteniéndose con ello un ahorro para la empresa en estudio. Para la implementación de la búsqueda tabú se realizó un programa computacional en visual c++ 2008. / Tesis

En esta tesis se realiza el estudio de los Convertidores Multinivel de Modo Corriente (MCSI), haciendo hincapié en la topología MCSI Simétrico o Single Rating Inductor MCSI por su especial característica modular que la hace ideal para aplicaciones industriales o de alta potencia. Se analiza en detalle el funcionamiento de la topología, incluyendo sus ventajas y desventajas en comparación con otras topologías de corriente y con los Convertidores Multinivel de Modo Tensión (MVSI). Se presenta el diseño de los circuitos y la estrategia de funcionamiento para conseguir un funcionamiento tolerante a fallas, mediante el agregado de un módulo de respaldo o hotspare. Se propone y analiza una la generación de las señales de disparo mediante una adaptación de la modulación de ancho de pulso por desplazamiento de portadoras (PSC-SPWM) y se demuestra que su uso genera un balance natural en las corrientes internas del convertidor. Se presentan dos técnicas de control para fortalecer el balance de corrientes frente a perturbaciones, que actúan sobre la modulación,con mínimos requerimientos de potencia de cálculo. Dado que los MCSI Simétricos son ideales para su uso en aplicaciones de alta potencia, se diseñan dos técnicas tendientes a minimizar las pérdidas en las llaves, reduciendo la cantidad de conmutaciones por ciclo y produciendo una conmutación suave de la corriente. Se demuestra, mediante simulaciones detalladas, el correcto funcionamiento de la topologí a en dos aplicaciones básica: a) como filtro activo para mejorar la calidad de los sistemas eléctricos, y b) como interfaz con sistemas de almacenamiento en base a hidrógeno. Finalmente se presentan resultados experimentales en un prototipo de laboratorio, utilizando una FPGA de alta velocidad para la generación de las señales de disparo y control.