El análisis de flexibilidad es una de las disciplinas del diseño de sistemas de tuberías, se realiza en la etapa final de diseño y comprende principios de concentración de esfuerzos, expansiones térmicas y deformaciones elásticas. Este análisis es crítico en aplicaciones donde el fluido a transportar trabaja a condiciones extremas, como plantas térmicas y generadoras de energía, donde el sistema está sometido a altos gradientes de temperatura que conllevan a la generación de tensiones debido a expansiones o contracciones térmicas. El análisis teórico es de carácter limitativo debido el comportamiento aleatorio del sistema frente a ciertas condiciones de trabajo Por esta razón, los diseñadores optan por la utilización de softwares de análisis como CAEPIPE, CEASAR II, ANSYS, entre otros. Estas herramientas ofrecen resultados confiables; sin embargo, son vistos como “cajas negras”, donde el usuario manipula las variables de entrada. La teoría detrás de estas herramientas de cálculo, muchas veces, son ignoradas por los usuarios. Este trabajo apunta a desarrollar los principios teóricos utilizados para realizar este tipo de análisis, ofrecer herramientas de cálculo sencillas para analistas e investigadores independientes sin acceso a softwares de diseño y mostrar elementos de alivio de tensiones ofrecidos en el mercado actual. La estructura de la trabajo consiste en cuatro capítulos, donde se desarrollarán los principios teóricos básicos de la generación de esfuerzos; el desarrollo de la metodología de diseño de los códigos según ASME; tipos, principios de funcionamiento y criterios de selección de soluciones constructivas para aliviar las tensiones generadas; y, finalmente, el desarrollo de un ejemplo de cálculo que ponga en práctica los conceptos vertidos en los capítulos anteriores, así como, la presentación de casos comunes que complementen las nociones básicas para brindar flexibilidad a sistemas de tuberías. / Tesis

Geólogo / En la naturaleza podemos observar que las diferentes estructuras geológicas se expresan en las tres dimensiones, por tanto, representaciones tradicionales de estas como esquemas o perfiles entregan desde un principio una visión sesgada de su estado natural, ahora bien, si a esto le sumamos que el mapeo geológico estructural por lo general es pobre, nuevas herramientas que nos permitan entender la geología en todas sus dimensiones son absolutamente necesarias. En el presente trabajo se intenta responder a esta problemática mediante el uso de la técnica de fotogrametría digital como método de modelamiento tridimensional en conjunto al uso de software geológicos estructurales especializados en casos geológicos estructuralmente complejos. Tradicionalmente la técnica de fotogrametría digital en ciencias de la tierra ha sido limitada a simplificar y mejorar el trabajo geotécnico, pudiendo realizarse la evaluación de las discontinuidades de un macizo rocoso con gran precisión, en corto tiempo y de forma muy completa de manera remota, por tanto llevarla a casos de deformación compleja es, en si mismo, un salto en el camino investigativo. Mediante una misma metodología en cada uno de los modelos digitales presentados en este trabajo se ha podido realizar un análisis distinto en cada uno de ellos, obteniendo un sin número de datos e interpretaciones completamente nuevas, como son el caso de interpretaciones del comportamiento de estructuras complejas hacia el interior de la pared de roca, hipotéticas historias de deformación en tres dimensiones, obtener datos de rumbo y manteo de manera remota, segura y menos tiempo comparativamente a técnicas tradicionales, adicionalmente se plantea y se entregan ejemplos del uso de esta técnica para obtener datos geomorfológicos de nuestro pasado reciente, nuevos datos estructurales a partir de testigos de roca y su uso como fuente de modelos digitales con fines pedagógicos.

Esta tesis establece un procedimiento de análisis de las tensiones generadas por la dilatación térmica en tres arreglos de tuberías: una tubería simple enterrada, una tubería con un cambio de dirección de 90° y una tubería enterrada con un cambio de dirección de 90°. Para darle solución a cada uno de los casos se analizan los esfuerzos térmicos por dos vías diferentes: la simulación numérica mediante el programa ANSYS y por teorías de resistencia de materiales. El planteamiento de estos dos métodos da la ventaja de corroborar los valores obtenidos verificando que sean similares entre sí y a la vez analizar los comportamientos complejos de ciertos parámetros en la tubería. Para plantear el análisis por resistencia de materiales se explica los siguientes conceptos: dilatación térmica, esfuerzo térmico, longitud virtual entre apoyos, modelo analítico del terreno, flexión en vigas, vigas sobre fundación elástica y teorías de falla. Junto con los conocimientos anteriores es posible, para cada caso, simplificar el modelo teórico y así obtener valores de tensión crítica por medio del procedimiento realizado con los conceptos estudiados. Luego se plantea el estudio por simulación numérica usando modelos lineales para las tuberías y de resortes para el terreno. Se confirma la validez de la simulación como método de análisis al contratar valores con el planteamiento teórico y obtener porcentajes de similitud del grado del 83 – 98 %. Además es posible analizar con mayor profundidad cada caso ya que la simulación da las herramientas suficientes para ver el comportamiento de la dilatación y fuerza a lo largo de la tubería y obtener los esfuerzos máximos (que varían de 35 a 166 MPa según el arreglo de tubería) para realizar un análisis de fallas. / Tesis

Es ampliamente conocido el problema de la corrosión que afecta a las varillas de acero usadas en concreto armado, el cual es como un cáncer que causa un impacto negativo. Por ejemplo, en el 2012 la India gastó en estructuras que sufrieron corrosión 70.3 billones de dólares con un PBI 1670 billones, en otras palabras 4.2% del PBI (Gerhardus et al 2016); el costo de corrosión en Estados Unidos en el 2016 fue de 2.5 billones de dólares (nace.org/publications/Cost-of- Corrosion-Study/G2MT). Según Boyle y Karbhari (1994), el costo de la corrosión en puentes se puede estimar como dos veces el costo original del puente. Por esta razón, es necesario seguir haciendo estudios relacionados a la mitigación de la corrosión. Recientemente las varillas de basalto se han empezado a usar como refuerzo alternativo a las varillas de acero en el concreto. La ventaja de las varillas basalto sobre las barras de acero radica en que no sufren corrosión. Dichas varillas de basalto son la fusión de fibras de basalto provenientes de la roca y resina. En la presente investigación se muestra los estudios a flexión y cortante de las vigas reforzadas con varillas de basalto, además de las buenas propiedades de las varillas para resistir fuerzas de tracción superiores al acero convencional. Adicionalmente se desea estudiar las propiedades estructurales de este material, para mostrar su diseño y uso como refuerzo alternativo en estructuras de concreto armado. Se revisa las experiencias publicadas en ensayos de laboratorios. / Tesis

Es ampliamente conocido el problema de la corrosión que afecta a las varillas de acero usadas en concreto armado, el cual es como un cáncer que causa un impacto negativo. Por ejemplo, en el 2012 la India gastó en estructuras que sufrieron corrosión 70.3 billones de dólares con un PBI 1670 billones, en otras palabras 4.2% del PBI (Gerhardus et al 2016); el costo de corrosión en Estados Unidos en el 2016 fue de 2.5 billones de dólares (nace.org/publications/Cost-of- Corrosion-Study/G2MT). Según Boyle y Karbhari (1994), el costo de la corrosión en puentes se puede estimar como dos veces el costo original del puente. Por esta razón, es necesario seguir haciendo estudios relacionados a la mitigación de la corrosión. Recientemente las varillas de basalto se han empezado a usar como refuerzo alternativo a las varillas de acero en el concreto. La ventaja de las varillas basalto sobre las barras de acero radica en que no sufren corrosión. Dichas varillas de basalto son la fusión de fibras de basalto provenientes de la roca y resina. En la presente investigación se muestra los estudios a flexión y cortante de las vigas reforzadas con varillas de basalto, además de las buenas propiedades de las varillas para resistir fuerzas de tracción superiores al acero convencional. Adicionalmente se desea estudiar las propiedades estructurales de este material, para mostrar su diseño y uso como refuerzo alternativo en estructuras de concreto armado. Se revisa las experiencias publicadas en ensayos de laboratorios. / Tesis

El Distrito Gonzalito se ubica al SE de la provincia de Río Negro (41°19'4.70" Sur; 65°39'0.96" Oeste) y abarca numerosas manifestaciones minerales metálicas y no-metalicas. La mineralización del distrito es vetiforme con vetas de sulfuros masivos (Pb - Ag - Zn), fluorita y óxidos e hidróxidos de manganeso. Las vetas polimetálicas son las más antiguas seguidas por la fluorita y en última instancia los óxidos de manganeso. La mineralización se aloja en fallas dilatacionales con posteriores reactivaciones de carácter transcurrente. Las mismas presentan una orientación general NNE y se distribuyen a lo largo de dos fajas paralelas bien definidas en el distrito. Las fajas mineralizadas están limitadas por lineamientos estructurales de primer orden, de orientación NO y NE, los cuales delimitarían grandes bloques corticales. Estos lineamientos corresponden a fajas de cizalla dúctil del orógeno Gondwánico que fueron reactivadas de forma frágil durante el Mesozoico. La reactivación de estos lineamientos durante el Triásico superior al Jurásico inferior en un régimen dominado por una extensión de sentido E-O generó una tectónica de bloques. Este esquema extensional produjo fracturas dilatantes de orientación N-S, las cuales por rotación de los bloques corticales cambiaron su orientación y su cinemática. De esta manera estructuras inicialmente extensionales presentan características mixtas con fallas de rumbo. Edades U-Pb en circón (por el método LA- MC-ICP- MS), y Pb-Pb en galena y en las rocas de caja de la mineralización han sido utilizadas para acotar las relaciones temporales entre las estructuras mineralizadas y sus encajantes. La edad máxima de sedimentación de un paragneis del basamento es de 515 Ma con una edad de metamorfismo regional de 472 Ma. Estas edades acotan la evolución tectonotérmica del basamento al Paleozoico Inferior. Además se obtuvo una edad de cristalización de 243,6±1,7 Ma para un dique perteneciente a un enjambre longitudinal que es cortado y desplazado por las vetas polimetálicas. Las edades modelo Pb-Pb obtenidas en galenas del Distrito Gonzalito indican edades mesozoicas tempranas. Las relaciones isotópicas de plomo de la mineralización y de las rocas del enjambre de diques triásico indican una proveniencia común a partir de una fuente de la corteza continental superior. La integración de los datos geocronológicos e isotópicos en el contexto geológico del área permite establecer una edad de ca. 190 Ma para la mineralización polimetálica del distrito. Esta mineralización se dispone en estructuras extensionales originadas en el Triásico superior al Jurásico inferior que evolucionaron controladas por estructuras de mayor escala durante el Mesozoico. El desarrollo y evolución de estas estructuras mineralizadas tiene relación directa con la extensión generalizada que se registra en todo el margen suroccidental del Gondwana a partir del Triásico medio. Se propone que este proceso extensional tiene relación directa con la finalización de la actividad del Orógeno Gondwánico. A partir del colapso del orógeno se habrían generado los primeros efectos de extensión cortical permitiendo el ascenso de magma desde la base de la corteza. Estos magmas serian la fuente de grandes provincias magmáticas y de los sistemas hidrotermales asociados a ellas. Este proceso extensional se produjo en una posición de intraplaca respecto al margen de subducción y seria el preludio de la apertura del Océano Atlántico Sur.

Producto de la innovadora arquitectura e inusual geometría del edificio estudiando en esta memoria, tanto la secuencia constructiva como la correcta materialización de los elementos que la componen resultan cruciales para que la estructura se comporte según su diseño. Motivo por el cual es interesante realizar un análisis comparativo entre los esfuerzos (axial y momento) reales existentes en los principales elementos estructurales y lo determinado a partir de un modelo teórico de la estructura realizado en Etabs. El análisis comparativo se realizó para seis estados de carga, donde cada uno de ellos representa un momento preciso de la construcción de la obra. La estructura estudiada cuenta con un núcleo de hormigón, de 15.8 [m] por lado, y un marco perimetral formado de vigas y columnas de hormigón armado. Al nivel de la losa del cielo del primer piso, nacen 48 puntales inclinados de sección compuesta por perfiles de acero y hormigón armado, desde donde se apoya la losa del cielo piso tres, cuyas dimensiones son de 30.95 [m] por lado. Luego, las dimensiones de la plantas se incrementan piso a piso, hasta lograr que la losa del cielo piso veintiuno tenga una dimensión de 39.50 [m] por lado. La inclinación de los puntales y de las columnas se traduce en un desequilibrio de fuerzas en el nudo donde éstos se encuentran produciéndose tracciones en la losa. Este efecto se contrarresta postensando la losa ubicada al nivel del encuentro en tres etapas. Para realizar el análisis comparativo entre los esfuerzos reales y los teóricos en la estructura se instalaron 52 sensores que permiten el registro de las deformaciones unitarias (strain gauges) de la losa y una selección de columnas y puntales. De ellos, sólo 29 presentaron resultados válidos para ser empleados en el análisis. De los sensores instalados en la armadura de la losa, se concluyó que estos respondieron según el modelo teórico. Al postensar la losa, las deformaciones obtenidas fueron de compresión mientras que al aumentar el número de pisos construidos, desde finalizado el postensado, las deformaciones obtenidas disminuyeron por efecto de la tracción que generan los pisos adicionales. Además, en dos de las tres secciones analizadas de la losa, el esfuerzo resultante, para todos los estados de carga y especialmente para el último, fue de compresión. Este resultado es correcto ya que la sobrecarga aún no se encuentra presente y es necesario que exista una compresión suficiente en la losa como para contrarrestar la tracción que ésta generará. Sólo en una de las secciones el esfuerzo obtenido fue de tracción pero se debió a un efecto local producto de la disposición de los ductos de postensado y no genera mayores inconvenientes en cuanto al comportamiento global del elemento. En las columnas, el esfuerzo axial correspondiente a la obra gruesa terminada fue un 30% menor que el determinado por el modelo Etabs. Mientras que en los puntales, para el mismo estado de carga, el esfuerzo axial obtenido fue un 4% menor que el determinado a partir del modelo teórico. En el caso de los puntales, el esfuerzo axial correspondiente a los estados de carga intermedios, asociados al avance de la obra existente antes y después de realizar cada uno de los postensados, fue desde aproximadamente un 20% menor que el determinado teóricamente a un 50% mayor que el determinado teóricamente. Tanto en columnas como en puntales, existió flexión en torno a ambos ejes, siendo mayor la flexión en torno al eje de mayor inercia. La dirección de la flexión en los elementos fue consistente con lo observado en el modelo teórico pero la magnitud de ésta fue un orden mayor. A pesar de ésta diferencia, los esfuerzos obtenidos corresponden, en el peor de los casos, a no más de un 20% de la capacidad nominal de la sección calculada de forma simplificada.

En esta tesis se han estudiado cinco enjambres de diques máficos mesozoicos de Chile central (30º-33º45’ S) mediante la combinación de diferentes técnicas petrológicas y geofísicas, con el fin de entender en profundidad la evolución tectónica mesozoica de Chile central. De estas unidades, el enjambre de diques del Elqui, localizado en la Alta Cordillera de los Andes (30º S) tiene una edad comprendida entre el Triásico Tardío y el Jurásico Medio. En la Cordillera de la Costa, el enjambre de diques del Limarí (30º50’-31º15’ S) tiene una edad aproximada entre el Jurásico y el Cretácico Temprano (171-120 Ma), el enjambre de diques de Concón (33º S) y de Cartagena (33º30’-33º45’ S) tienen una edad jurásica (163- 157 Ma), mientras que el enjambre de diques de El Tabo (33º15’-33º30’ S) tendría una edad cretácica temprana (~141 Ma). El emplazamiento de los enjambres de diques de Concón y Cartagena ocurrió a través de fracturas de cizalle, orientadas NW-SE a E-W, en niveles corticales intermedios (12-15 km). Este proceso ocurrió durante las primeras etapas de construcción del batolito jurásico en sucesivas etapas de deformación transtensiva y transpresiva. Tras estos episodios magmático-tectónicos, ocurrió una etapa extensional, en la cual se produjo basculamiento de bloques (20º-23º hacia el NNW y S) asociado a extensión NNW-SSE y finalmente el emplazamiento del enjambre de diques de El Tabo a niveles corticales someros. Durante esta extensión probablemente ocurrió la exhumación parcial de rocas metamórficas que ocurren en el sector de las Cruces, cristalizadas a presiones de 6,12+2,21 kbar. Por otra parte, el emplazamiento de los enjambres de diques de El Tabo, Limarí y Elqui ocurrió a través de fracturas probablemente extensionales generadas durante la propagación de los diques. El enjambre de diques del Limarí sería en parte contemporáneo con el plutonismo del Jurásico Medio-Tardío, mientras que el enjambre de diques del Elqui, fuertemente rotado (26º en dirección horaria) se asoció a direcciones de dilatación cortical desde NW-SE a NE-SW. La composición geoquímica e isotópica (caracterizada por valores positivos de εNd) de la mayor parte de los enjambres de diques indica que los magmas que los originaron se derivaron de fuentes mantélicas astenósfericas. Una notable excepción la constituye el enjambre de diques del Tabo, donde algunas muestras con valores negativos de εNd, pero elevados contenidos de Cr y Mg sugieren interacción con fuentes mantélicas enriquecidas, probablemente litósfericas. Comparativamente, la composición geoquímica de los enjambres de diques del Limarí y Elqui es similar a la de enclaves máficos pertenecientes al batolito del Jurásico Medio-Superior, lo cual sugiere una probable relación genética entre el plutonismo y los diques. Las trayectorias de flujo magmático de bajo buzamiento en estos diques refuerza esta hipótesis, en que los diques se habrían inyectado desde reservorios corticales poco profundos. En los enjambres de diques de Concón y Cartagena, las diferencias geoquímicas con el plutonismo indica que los diques, a pesar de haberse emplazado en forma coetánea con el plutonismo, se derivaron de reservorios geoquímicamente diferentes a la de los magmas que generaron los plutones.

El presente trabajo de tesis titulado “Implementación de resultados del ensayo a escala real acelerado en el diseño de pavimentos en el Perú – 2017” consiste en comparar los resultados de APT del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales (Lanamme) de la Universidad de Costa Rica (UCR) con los resultados obtenidos por el software versión 0.7 del MEPDG (Mechanistic Empiric Pavement Design Guide) desarrollado en EE.UU. y luego replicar este ejercicio con datos y carreteras peruanas, con todas las limitaciones que esto conlleva, con el objetivo de poder predecir de la mejor manera posible el comportamiento de las carreteras peruanas evaluadas. / Tesis

El presente estudio trata sobre la interpretación y análisis de la Reflectometría Óptica Brillouin de Dominio Temporal (BOTDR) en su aplicación a pernos de anclaje en túneles. Su motivación surge de la búsqueda de perfeccionamiento o mayor eficacia en el monitoreo de sistemas de soporte en túneles, respecto a los métodos existentes en la actualidad. La tecnología BOTDR emplea fibra óptica para monitorear deformaciones con ventajas sobre métodos tradicionales, al permitir incluir extensos tramos con inmunidad a influencias electromagnéticas. La teoría establece que existen cambios en la frecuencia de la luz que pasa a través de la fibra óptica cuando ella se deforma, y que tales cambios están directamente relacionados con las deformaciones axiales que determina automáticamente el sistema analizador BOTDR. Éste sistema permite obtener las curvas de espectro de frecuencia, de donde se deduce la frecuencia característica asociada al máximo nivel de potencia. Para la aplicación en pernos de anclaje, ha sido necesario observar el procedimiento que usa el sistema deteniéndose en la curvas de espectro, y utilizar varias alternativas para la obtención de parámetros correlacionándolos con las mediciones de deformaciones unitarias a través de strain gages. Existe una importante restricción en la resolución espacial, ya que el sistema BOTDR sólo permite obtener las deformaciones unitarias axiales promedio en la fibra óptica en tramos de un metro de longitud. Su aplicación directa en pernos de anclaje es por tanto cuestionada, en particular debido a la gran variación de la deformación tanto en el tiempo, como en la posición a lo largo del perno. La alternativa que este estudio recomienda utilizar, consiste en modificar la curva del espectro de frecuencias aplicando una determinada función potencia, calcular luego su frecuencia promedio obtenida como centro de gravedad del área de esta curva y asociar esta frecuencia promedio con la deformación de la fibra. Las confirmaciones experimentales permiten trabajar con tramos de hasta aproximadamente 50 cm de longitud. Se entregan recomendaciones para la aplicación práctica de la fibra óptica en pernos de anclaje y su instrumentación en túneles utilizando un monitoreo central a través de una misma fibra óptica que permita obtener las deformaciones en un conjunto de pernos. Asimismo, se entregan recomendaciones para la continuidad de esta investigación.