Memoria para optar al título de Arquitecto / La presente memoria da cuenta del proceso de investigación que origina el proyecto de título ''Fábrica de inserción social Post Penitenciaria'', éste tiene como objetivo principal establecer una nueva centralidad metropolitana que consolide institucionalmente la instancia Post Penitenciaria, rehabilitando y abriendo el conjunto industrial a la ciudad, creando un espacio de integración que propicie el encuentro, la integración y la vida pública. Esta nueva institucionalidad reunirá los diferentes actores y disciplinas (apoyo psicosocial, capacitación, trabajo, vivienda y cultura) que influyen en la óptima reinserción de las personas egresadas del sistema penal, posicionándolas como los ejes principales para la reinserción social efectiva de éstos. El proyecto se ubica en la Región Metropolitana, la que posee el mayor número de egresados del sistema penal y por ende el mayor porcentaje de reincidencia. Específicamente, el proyecto se emplaza en la comuna de Santiago, en el conjunto industrial de la ex Central Refinadora de Azúcar de Viña del Mar (en adelante CRAV), frente al edificio de justicia, entre las calles Bio Bio, Lord Cochrane y San Ignacio.

Ingeniero Civil Mecánico / Esta memoria de título busca diseñar e implementar un sistema de análisis de riesgo mediante tablas y matrices de evaluación para la verificación del cumplimiento de procedimientos y normas técnicas en el diseño, construcción y gestión de materiales en una línea de piping. En forma adicional, se define un procedimiento para la estimación de la confiabilidad estructural en líneas de piping con defectos por corrosión como una forma de complementar la evaluación de riesgos en tramos de tubería. Para el diseño e implementación del sistema de evaluación de riesgos se usa un modelo de indexación mediante el cual se asignan puntajes de riesgo a las variables que determinan la confiabilidad de la unidad, para lo cual se define una escala de puntos de acuerdo a parámetros cualitativos y cuantitativos de los activos analizados. Para esto se propone una metodología para clasificar y agrupar los elementos que componen una línea de piping, lo que permitirá segmentar el sistema en unidades con similares características para aplicar el análisis de riesgos. El sistema de evaluación de riesgos es implementado en un caso ejemplo, del cual es posible constatar la sensibilidad de los resultados respecto a la ponderación efectuada para cada uno de los criterios de evaluación. Además se verifica la efectividad del sistema de evaluación al obtener mayores puntajes de riesgo en aquellas zonas donde la tubería del caso ejemplo falló. Para la estimación de la probabilidad de falla en una tubería con corrosión se evalúa su presión de ruptura de acuerdo a los modelos ASME B31G, ASME B31G Modificado, DNV RP-F101 y Netto (2005). La simulación de confiabilidad estructural se realiza mediante métodos de primer orden (FORM) en el software COMREL, la cual es validada mediante simulación de Monte Carlo con el software MATLAB. Mediante el software COMREL se realiza un análisis de sensibilidad de las variables aleatorias que determinan la confiabilidad de una línea de piping, siendo esta altamente sensible a la profundidad de desperfecto causado por la corrosión. Se elabora un software de confiabilidad estructural mediante la extensión GUI de MATLAB que permite la evaluación de probabilidad de falla, riesgo, frecuencia óptima de inspecciones y probabilidad de detección de desperfectos de corrosión.

Ingeniera Civil / De acuerdo con la experiencia reunida en los proyectos mineros e industriales desarrollados en Chile en los últimos quince años, ha sido frecuente comprobar que al aplicar el Capítulo 21 de la norma ACI-318 a las estructuras industriales de marcos de hormigón armado, resulten elementos ó encuentros de elementos difíciles de construir debido a la alta cantidad de armadura que requiere el diseño como un marco dúctil o especial, situación que eventualmente puede significar que se impida la colocación del hormigón. Teniendo en cuenta esta situación, en esta memoria se hizo una caracterización de una de las estructuras industriales de marcos de hormigón armado más típicas construidas en Chile y se ha diseñado una estructura de este tipo aplicando las recomendaciones de la ACI-318 y de la NCh 2369 para “marcos especiales o dúctiles” y “marcos intermedios”. Los datos recopilados indican que existe dispersión de criterio en los diseñadores, en cuanto al factor de modificación de la respuesta R a usar, lo que implica distintos coeficientes sísmicos de cálculo considerados. Se ha comparado los requerimientos de armaduras resultantes en ambos casos desde el punto de vista de la demanda requeridas por la acción sísmica. De esta comparación se ha concluido lo siguiente: En la estructura analizada, no hay diferencias al ser diseñada como pórtico intermedio ó como pórtico especial en lo que se refiere a armaduras longitudinales de columnas y losas, con excepción para pórticos especiales se requiere una mayor cantidad de estribos a lo largo de la columna y estribos dentro de los nudos. En el tipo de estructura analizada no hay problemas con la disposición de las armaduras calculadas dadas las secciones de hormigón que posee la estructura. Para evitar interpretaciones, se propone que la norma sísmica defina más específicamente los valores de R y ξ para estas estructuras y que contemple los requerimientos que demandan las condiciones de operación y de continuidad de funcionamiento de este tipo de instalaciones industriales, que tienen esfuerzos axiales, flexión y corte bajos y que durante un sismo no incursionan en rangos inelásticos.

Arquitecto / Para la presente investigación de los Paisajes Culturales en la Región, se decidió trabajar sobre la actividad ganadera, ya que es una actividad que dentro de una geografía y clima peculiar dio como respuesta a una interesante cultura (la cultura del ovejero), que más allá de una forma de vida, tanto patrimonio intangible, destacó por ser un soporte tangible de expresión a diferentes escalas, tales como: la forma de habitar el territorio, la arquitectura, las materialidades, etc. Además cabe destacar la importancia económica que esta actividad significa para la región, ya que es una de las principales actividades que le dan sustento, y condicionan otras actividades complementarias.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / A partir de los años 40 en Chile comenzaron a desarrollarse estructuras industriales de acero, hoy comúnmente relacionadas con las industrias de la minería y la celulosa. Desde sus inicios, la forma de diseñar estas estructuras ha tenido ciertas características influenciadas por la carencia de grandes herramientas de cálculo, como son la sencillez estructural, la prudencia y el pensar mucho, de manera de reducir tanto como se pudiese el uso de herramientas analíticas. Estos diseños fueron validándose con el pasar de los años y de los frecuentes terremotos que ponían a prueba este tipo de estructuras, dando origen a la norma chilena Nch2369. Una forma de caracterizar numéricamente estas estructuras es a través de las esbelteces de sus miembros en compresión. Para esto se observaron las columnas, diagonales en elevación y diagonales en planta de 17 estructuras de 11 proyectos reales a partir de 2008 y hasta 2016, es decir, después de la fecha de oficialización de la norma. Los resultados de las esbelteces tanto globales como locales fueron separados por tipo de miembro en capítulos distintos. Dentro de cada capítulo se muestran gráficos de distribución general, separados por tipo de estructura a la cual pertenecen y por tipo de perfil utilizado; además de valores promedio y porcentajes de participación. La estadística mostró una tendencia en torno al promedio de esbeltez global, el cual para columnas, diagonales y diagonales en planta es de 40, 70 y 76, respectivamente. Mientras que los rangos entre los cuales se mueve dicha esbeltez son de 10-80, 30-120 y 50-100, respectivamente. Por otro lado, para el caso de la esbeltez local de los elementos que forman los perfiles se optó por expresarla en forma del valor de la razón entre la relación ancho-espesor con respecto a su esbeltez límite según la norma, obteniéndose una tendencia al límite 1, llegando a 0.83 para columnas 0.73 para diagonales en elevación y 0.81 para diagonales en planta. En cuanto a las diferencias por tipo de estructura o tipo de perfil, se encontraron diferencias principalmente cuando se cambia el tipo de marco utilizado, reflejado en el caso del tipo de estructura en las diferencias entre naves y estructuras de soporte de silos. Se ha encontrado que, en el diseño de elementos comprimidos, a pesar de hacerse para el miembro más solicitado, hay una clara tendencia a ubicarse intuitivamente cerca del óptimo. Vale la pena mencionar que, dada la simplificación de utilizar perfiles típicos, son pocos los elementos que realmente quedan cerca de los límites establecidos en la norma. De esta forma, dichos límites no están siendo utilizados en la práctica, encontrando rara vez elementos con esbeltez global mayor a 120.

El objetivo del presente trabajo de título es analizar los daños provocados por el terremoto del 27 de Febrero del 2010, a las estructuras industriales prefabricadas de hormigón armado, e identificar los posibles factores que contribuyeron en ellos. El estudio se realizó en base a inspecciones efectuadas por las empresas prefabricadoras, compañías de seguros y propietarios. Para estudiar los efectos del terremoto, se realizó una recopilación de la información registrada por los agentes enunciados en el párrafo anterior. Del análisis de esta información se establecieron las tipologías de falla y se estudiaron los posibles factores responsables de los daños observados. Un sistema prefabricado sometido a solicitaciones sísmicas, depende en gran proporción del comportamiento de sus conexiones, debido a que son ellas las responsables de transferir las cargas de un elemento a otro, por lo tanto, las conexiones de los elementos prefabricados deben diseñarse considerando factores como la transmisión del aplastamiento, el corte, momento, tracción y compresión, la resistencia frente a solicitaciones durante el montaje de la estructura, la resistencia a las sobrecargas con la finalidad que la falla no se presente en la conexión antes que en los elementos, la compatibilidad geométrica ante la deformación de ellos, y de la estructura en general. El desarrollo del trabajo fue complementado con la revisión de los alcances de la normativa chilena vigente, NCh2369.Of2003, y con la modelación de una nave industrial, con el objetivo de registrar y comparar desplazamientos al realizar una variación en el tipo de suelo y zona sísmica. El análisis de desplazamientos sísmicos se realizó en base a los requerimientos impuestos por la NCh2369.Of2003. Cabe desatacar que los elementos secundarios no son cubiertos por este trabajo. En base a los resultados obtenidos del trabajo realizado, se concluye que el problema detectado en la mayor parte de los daños registrados proviene de deformaciones no consideradas apropiadamente en el diseño ante solicitaciones sísmicas. De igual forma, la normativa vigente para este tipo de estructuras debe presentar cambios que permitan interpretar claramente los requerimientos que impone, y cambios asociados al comportamiento que tuvieron elementos estructurales frente al sismo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / La norma chilena que regula el diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales es la norma NCh2369.Of2003. Esta norma referencia a modo complementario el estándar AISC Seismic Provisions for Structural Steel Buildings , el cual presenta diferencias conceptuales respecto a la norma chilena, siendo la más importante la definición del mecanismo de disipación de energía sísmica. En la práctica norteamericana se espera que la disipación de energía ocurra sólo en elementos puntuales del sistema sismorresistente (fusibles), lo que requiere que la incursión inelástica de estos elementos esté ampliamente distribuida en altura, de modo de maximizar la disipación de energía y evitar mecanismos frágiles. En un contexto industrial, donde las estructuras se diseñan en gran parte para servir a la operación de equipos y maquinaria, lograr un detallamiento que permita una distribución amplia de plastificación de elementos fusibles no es simple, dada las irregularidades usuales de masa, rigidez y geometría que presentan las estructuras. Considerando lo anterior, la práctica chilena, además de los elementos fusibles tradicionales define el anclaje estructura-fundación como un punto de disipación adicional. La ventaja de este enfoque es que permite limitar en la base la cantidad de energía que ingresa a la estructura, reduciendo el daño de esta durante terremotos severos. Esta práctica ha mostrado un comportamiento exitoso en los últimos once terremotos de magnitud Richter-Kanamori mayor a 7.5. De manera de estudiar el impacto en el comportamiento sísmico de la aplicación de una u otra práctica, en este trabajo se diseñan paralelamente dos estructuras arriostradas típicas del rubro de la minería chilena utilizando los requisitos de NCh2369 y AISC. El comportamiento estructural se caracteriza por medio de los parámetros de desempeño y la metodología indicados en el estándar FEMA P695. Se estudia adicionalmente para cada práctica la distribución de energía sísmica entre los diferentes mecanismos de disipación y el efecto de incorporación de disipación adicional en el anclaje. Se observa que la utilización de un anclaje dúctil mejora el comportamiento estructural, reduciendo la demanda sobre los elementos resistentes y aumentando la ductilidad general. Se aprecia también que la incorporación de disipación adicional en el anclaje aparece como un medio eficiente de reducción de la demanda sísmica.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / La alta velocidad de ejecución de los proyectos industriales y mineros, y en particular, los plazos ajustados para el desarrollo de la etapa de ingeniería de detalles, muchas veces hace que las oficinas de ingeniería de diseño deban proporcionar indicaciones generales para el diseño y cálculo de conexiones a las maestranzas que se adjudican el contrato de fabricación de estructuras. En este contexto, es una práctica recurrente que la maestranza que se adjudicó los trabajos de fabricación y montaje de las estructuras, también sea la encargada de realizar el diseño y cálculo de las conexiones. La revisión de los proyectos ejecutados por la industria revela que no siempre la información proporcionada por la ingeniería de diseño, para el diseño de las conexiones, está totalmente completa, sólo se proporcionan indicaciones generales que no siempre son bien interpretadas por la maestranzas u oficinas responsables de la fabricación y cálculo de las conexiones. La actual norma chilena NCh428, Estructuras de acero Ejecución de construcciones de acero perfiles laminados, soldados y tubos , establece que la responsabilidad del diseño estructuras, incluida las conexiones, es de la ingeniería de diseño. En este contexto, el presente trabajo de título establece un procedimiento práctico para el diseño y cálculo de conexiones de estructuras metálicas de instalaciones industriales y mineras chilenas, en particular del esqueleto resistente, considerando el hecho de que un tercero realice este diseño y que las oficinas de diseño lo revisen y validen. Entrega herramientas de diseño prácticas, más disposiciones normativas, de modo que se asegure la compatibilidad del modelo estructural, supuesto por el calculista, y lo efectivamente desarrollado por el proyectista. Presenta prácticas básicas de estructuración y cálculo. También presenta secciones orientadas a que el ingeniero y proyectista pueda entender rápidamente el modelo estructural y la interacción con sus conexiones, como también que los ingenieros puedan obtener las resistencias requeridas para calcular dos distintos mecanismos de falla que se pueden presentar. El capítulo de conexiones estándares presenta una selección de las conexiones más utilizadas en la práctica de edificios industriales y mineros chilenos. Se consideran las conexiones de empalmes, de sistemas estructurales de marcos arriostrados concéntricamente, de sistemas de marcos rígidos y de conexiones en plataformas. Finalmente se presenta el procedimiento de diseño de conexiones, el que establece las distintas responsabilidades, las normas a utilizar, los criterios para diseñar y en general los requerimientos para el diseño y cálculo de conexiones.

Arquitecto / Existe una cantidad importante de edificios abandonados en nuestro país. Son múltiples y variadas las razones para que eso ocurra, puede ser debido a desperfectos técnicos, por motivos económicos, funcionales, políticos, etc. Sea cual sea la razón , el resultado suele tener consecuencias negativas para su entorno. Muchas veces dichos edificios se transforman en focos de insalubridad e inseguridad, generando rechazo en la comunidad. Frente a ello se propone la recuperación de estos edificios como una solución a los problemas cotidianos y como una posibilidad de conservación de Arquitectura Industrial, muchas veces con valor patrimonial no declarado.

Ingeniero Civil / El avance en la investigación y tecnología del equipamiento mecánico ha conducido al desarrollo de equipos más eficientes, pero a su vez de mayor complejidad. En el caso de la ingeniería civil, sus métodos de análisis y modelos permitidos por los softwares, en particular en la ingeniería sísmica de equipos, en la cual se debe cumplir con los límites operacionales que impone el fabricante del equipo, ya sea en su comportamiento dinámico con operación normal, operación de emergencia y operación con sismo. En Chile, estos problemas ocurren en proyectos de gran envergadura como es el caso de las centrales termoeléctricas, en donde las normas de diseño estructural y sísmico no siempre abordan el análisis de interacción de la estructura de soporte y los componentes mecánicos del equipo. Sin embargo se ha desarrollado una actualización de la norma NCh2369, la cual se encuentra en estado de consulta pública por el INN, que exige un nuevo método de análisis mediante el Modelo Integrado de Análisis de Turbo Generador (MIATG). Esta metodología de análisis permitirá obtener resultados más precisos de verificación de los límites operacionales del equipo y considerando la interacción suelo-estructura-equipo. En este trabajo de título se crea un modelo computacional según los requisitos que impone el MIATG en la actualización de la norma, considerando información de condiciones de sitio, estructura y equipo de un proyecto construido, entregado para esta investigación. El modelo considera una mesa de fundación (estructura soportante), el equipo turbo generador, la interacción suelo-estructura a través de resortes y las cargas existentes vivas y muertas. Adicional a lo anterior, se utilizan dos programas de modelamiento estructural para cumplir con los objetivos de la memoria: SAP2000 v.19 y ANSYS apdl. La investigación considera el desarrollo del modelo en dos versiones: la primera considerando propiedades de rigidez y amortiguamiento simétricas en los descansos del rotor del equipo, en tanto la segunda versión considerando las propiedades de rigidez y amortiguamiento asimétricas en los descansos del rotor entregas por el fabricante del equipo. Los modelos se analizan en unos puntos de control en el eje longitudinal del rotor, a través de dos métodos de análisis dinámico: modal espectral y tiempo-historia utilizando registros sísmicos de aceleraciones reales de la zona, de acuerdo a la norma actualizada NCh2369. Los resultados de desplazamiento en los puntos de control del rotor demuestran que la importancia del mallado en un modelo integrado presenta un límite óptimo. También es importante tener presente el rango de diferencia de las respuestas de desplazamiento entre los programas de análisis que se utilizan para comparar resultados con un mismo modelo. Por otra parte, los métodos de análisis dinámicos aplicados en el modelo integrado para la obtención de los desplazamientos en el rotor difieren en sus resultados, dado que el método de análisis modal espectral entrega respuestas mayores al método de análisis tiempo-historia. En cuanto a las propiedades dinámicas de los descansos del rotor, la utilización de las propiedades con una matriz simétrica entrega respuestas de desplazamiento en los puntos de control del rotor menores que las respuestas de desplazamiento utilizando propiedades con una matriz asimétrica.