Ponente: Dr. Arturo León / La conferencia está orientada a conocer los mecanismos responsables de la aparición de géiseres violentos en aguas pluviales y sistemas combinados de alcantarillado y por otro lado a conocer la gestión dinámica del almacenamiento de agua en humedales y estanques poco profundos para minimizar las inundaciones.

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Ingeniera Civil Mecánica / Chile es un país sísmico debido a la subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana y a las características geológicas, por lo que es relevante asegurar el buen funcionamiento de estructuras, en particular para el trabajo que se presenta a continuación, estanques verticales apoyados sobre columnas con una relación de aspecto alta, como los espesadores de minería. En el presente trabajo se busca verificar si el método estático de cálculo que se utiliza actualmente y que entrega la norma de la API 650 y NCh2369Of.2003 para estanques apoyados en el suelo es adecuado para ser aplicado en estanques apoyados sobre columnas, sin techo, cuya relación de aspecto es grande (ancho/alto>>1. Dado que el estanque estudiado no puede llenarse completamente de líquido, el comportamiento sísmico se ve afectado no sólo por una masa impulsiva (movimiento rígido junto con la estructura), sino también por una masa convectiva (movimiento del líquido producto de la ola). Para cumplir con el objetivo, se modelan en el programa computacional STAAD.Pro® V8i cuatro estanques, en los cuales el diámetro varía manteniendo constante su altura, y se analizan por dos métodos: el estático y el dinámico. En el método estático las cargas actúan de forma distribuida sobre el estanque y en el dinámico se agregan las masas y resortes acorde al modelo de Housner (1963), además del espectro híbrido de diseño, que combina el efecto impulsivo-convectivo. La ventaja de este último es que permite analizar los modos, factores de participación modal y períodos convectivo e impulsivo que se pueden comparar con los de la norma NCh2369.Of2003. La comparación entre ambos métodos se lleva a cabo de dos formas. La primera, es mediante un estudio global a través de los resultados de corte basal total y momento total en el origen, cuyos principales resultados indican que el método estático posee valores mayores que los entregados por el método dinámico calculado en base a combinación cuadrática completa (CQC), con diferencias que van entre un 14% y 22% para el esfuerzo de corte y entre un 1% y 21% para el momento total; la segunda, es mediante el estudio local de las fuerzas resultantes en el plano horizontal y vertical en los nodos donde se producen las reacciones de los soportes de la estructura. De esta comparación se concluye, que la distribución de las cargas provoca resultados distintos según cómo se apliquen éstas, provocando que los resultados varían localmente pero no globalmente. Finalmente, se concluye que el método estático es más conservador respecto al dinámico para cálculo de estructuras sometidas a sismos, por lo que es adecuado para responder satisfactoriamente a eventos, maximizando la seguridad del modelo.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / El cálculo fraccionario presenta un nuevo escenario de aplicaciones para la Ingeniería de Control, a través de la extensión de los controladores de orden entero al caso de orden fraccionario; al respecto, se deben investigar sus ventajas y desventajas al enfrentarse a distintos problemas de control. En este contexto, el Sistema de Estanques del Laboratorio de Automática presenta una oportunidad para validar experimentalmente estrategias de control para un sistema de tipo No Lineal, tanto en el caso SISO de control de nivel en estanque cónico, como MIMO considerando la temperatura del líquido del sistema, ambas variables de gran importancia en múltiples aplicaciones industriales. El objetivo de este trabajo es aplicar distintas estrategias de sintonización de parámetros de controladores de la familia PID, de orden entero y fraccionario, para compararlas entre sí en su aplicación en el Sistema de estanques; además, se busca definir caso a caso las posibles mejoras que se introducen al considerar integración y derivación fraccionaria a un sistema de control. Para esto, se desarrolla una modelación fenomenológica del sistema en estudio, la cual, a través de las ecuaciones diferenciales determinadas, evidencia la no linealidad de los estados del sistema; a partir de esto, se realiza una implementación computacional en Simulink. Luego, se aplican diferentes métodos de sintonización de parámetros para los casos monovariable y multivariable, comparándose entre sí mediante simulaciones y realizando validación experimental de aquellos casos que presenten ventajas de control apreciables. A partir de la introducción de índices de desempeño, se determina que la mejor estrategia de sintonización de parámetros es mediante optimización PSO con la implementación del modelo no lineal, en desmedro de los métodos LGR, Z\&N y optimización en Frecuencia que hacen uso de linealizaciones del sistema en torno a puntos de operación. Además, en el caso de control SISO, considerando el comportamiento global de control $IAE$ y la energía $ISI$, el mejor resultado corre por cuenta del control fraccionario tanto en simulación como experimentalmente; para el caso MIMO, considerando ambos índices mencionados junto al sobrepaso $MOV$, resulta que los controladores aplicados en un esquema centralizado obtienen mejor desempeño que sus pares descentralizados, y, tanto en simulación como en el sistema real, el mejor controlador es PIOF. Como conclusión, se desprende que a través de ecuaciones fenomenológicas se puede caracterizar la dinámica de cualquier sistema, inclusive aquellas de tipo no lineal. Por otra parte, el procedimiento de optimización PSO presenta una ventaja sustancial para la determinación de parámetros, ya que hace uso de esta dinámica completa, sin recurrir a aproximaciones. Finalmente, los esquemas de control fraccionario presentan una nueva alternativa para mejorar el control de sistemas, lo que llevado a la industria puede significar mejoras sustanciales en los beneficios de un proceso.

Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El presente estudio tiene como finalidad determinar la factibilidad técnica, económica y estratégica de formar en Chile una empresa de suministro y montaje de estanques apernados para almacenamiento de líquidos, considerando que en un período de tres años esta empresa logre un 15% de participación de mercado y un margen de utilidad entre 5 a 10% al final de ese período. Proyecciones de Cochilco indican que sólo la industria minera en Chile requerirá al 2028 un aumento del 290% de consumo de agua de mar con respecto al 2016, lo anterior se complementa con el crecimiento total del consumo de agua potable en nuestro país, que según cifras de la Superintendencia de servicios sanitarios varía entre un 2 y 3% anual. Estos antecedentes permiten proyectar que el mercado para el almacenamiento de agua potable, desalada o para procesos, aumentará en forma importante durante los años venideros en nuestro país. La empresa objeto de este análisis pretende comercializar estanques para el almacenamiento de diversos líquidos, en particular estanques del tipo apernados, la marca a representar fabrica y reviste sus partes y piezas en plantas productivas en USA, despachándolas luego al lugar de montaje. Su diseño tipo mecano permite ahorros relevantes en fabricación, revestimiento en terreno y plazos de montaje, entre otros, lo que hace a esta tecnología altamente atractiva, sin mermar los estándares de calidad requeridos por el cliente. Aprovechando que diversas empresas ya han realizado un trabajo técnico de introducción de esta tecnología, la estrategia será reforzar las visitas a Oficinas de ingeniería de la Región metropolitana junto a un área comercial con amplia experiencia en la industria del almacenamiento y en especial de estanques apernados, además el tamaño de esta empresa permitirá bajos costos lo que en un inicio se reforzará con precios de bajo margen impulsando proyectos en carpeta para su adjudicación en breve plazo. Aplicados todos los indicadores financieros se obtiene como resultado después de impuestos, al final del tercer año, un VAN positivo de MM$ 43 junto a una TIR del 56%, muy superior al 10% de la tasa de descuento considerada para el estudio. Si a lo anterior se suma una participación de mercado del 15% se obtiene un margen de utilidad neto del 5% cumpliendo el segundo objetivo de esta evaluación, lo que permite determinar que la empresa de suministro y montaje de estanques apernados para almacenamiento de líquidos es factible estratégica, técnica y económicamente. Finalmente se recomienda complementar el suministro de estanques con otros productos para almacenamiento, aprovechando la misma infraestructura y base de dato de clientes, así obtener beneficios adicionales con mínimo costo.

Aiming for sustainable sanitation systems can provide benefits among a vast range of Sustainable Development Goals. In this study the sustainability of potential options for renovating or upgrading thewastewater treatment plant in Tupiza, a rapidly growing city in theSouthern highlands of Bolivia, was evaluated. The local context was characterized by increasing issues of flooding which in recent years has destroyed important wastewater treatment infrastructure and polluted sources of water for several downstream communities. Three system options consisting of different treatment technologies were evaluated against four criteria of sustainability; health,technical, environmental and financial and institutional. A "conventional" option consisting of waste stabilization ponds was compared against two more options with added steps of treatment, such as constructed wetlands, anaerobic reactors and alkaline and ammonia treatment of sludge. Social acceptance and demand of reuse of treated wastewater and sludge in agriculture was evaluated using qualitative research analysis. Results indicate that the systems with added treatment steps could help improve several areas of sustainability such as risks of disease transmission, space efficiency, treatment capacity and efficiency as well as enable safe reuse of sludge and wastewater in agriculture. Implementation of funding mechanisms covering the entire sanitation service chain as well as flood mitigation measures resulted essential in ensuring the long-term functionality of such improvements. This project was intended as a pre-study and identified several areas of future research including additional evaluation of nutrient content in effluent, investigation of a possible certification process for recycled byproducts from the wastewater treatment plant, risk assessment of floods of different magnitudes, evaluation of the long-term economic impact of having improved systems and evaluationof local institutional capacity surrounding the sanitation service chain in Tupiza. / Hållbara sanitetssystem för med sig många fördelar som kan främja majoriteten av de globala hållbarhetsmålen. I denna studie utreds hållbarheten i potentiella alternativ för renovering eller uppgradering av ett avloppsreningsverk i Tupiza, en snabbt växande stad i södra Bolivias högland. Den lokala kontexten präglades av en tilltagande översvämmningsproblematik som de senaste åren bidragit till förstörelse av central infrastruktur for avloppsvattenrening samt påföljande vattenföroreningar i samhällen nedströms reningsverket. Tre systemalternativ beståendes av olika reningstekniker utreddes utefter fyra hållbarhetskategorier; hälsa, teknologi, miljö samt finansiell/institutionell. Ett konventionellt alternativ som utgjordes av stabiliseringsdammar jämfördes mot två mer avancerade alternativ med ytterligare reningssteg såsom anlagd våtmark, anaerobiska reaktorer samt alkali- och ammoniakbehandling av slam. Social acceptans och efterfrågan för återanvändning av behandlat avloppsvatten och slam inom lantbruket utreddes i en kvalitativ forskningsstudie. Resultaten tyder på att system med fler reningssteg kan främja flera hållbarhetsområden såsom risk för överföring av sjukdomar, yteffektivitet, reningskapacitet och effektivitet samt möjliggöra säkert återanvändande av slam och avloppsvatten i jordbruket. Implementering av mekanismer för finansiering som täcker hela sanitetskedjan samt åtgärder mor översvämningar visade sig vara centrala för att säkerställa långsiktig funktion av sådana förbättringar. \\\\Det här projektet var menat som en förstudie och identifierade flertalet områden för vidare forskning såsom ytterligare utvärdering av näringsinnehåll i utgående vatten, utredning av möjlig certifieringsprocess för återvunna produkter från avloppsreningsverket, analys av översvämningsrisker av olika magnituder, utvärdering av den indirekta ekonomiska effekten av att ha system med fler reningssteg samt utvärdering av lokal institutionell kapacitet för hela servicekedjan för sanitet i Tupiza. / En este estudio se evaluó la sostenibilidad de opciones potenciales para renovar o mejorar la planta de tratamiento de aguas residuales de Tupiza, una ciudad de rápido crecimiento en las tierras altas del sur de Bolivia. En los últimos años, el contexto local se ha caracterizado por la ocurrencia de lluvias de mayor intensidad. Estas ocasionaron inundaciones que en efecto causaron daños importantes en la infraestructura de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). El deterioro de la infraestructura provocó el derrame de aguas residuales al río y la contaminación del agua en las comunidades ubicadas en la cuenca baja. Trés opciones de sistemas de tecnologías de tratamiento de aguas residuales para la renovación y/o mejoro de la planta de Tupiza fueron evaluadas considerando cuatro criterios de sostenibilidad: Salud, tecnolgía, ambiental y financiera/institucional. Por otra parte la aceptación social y demanda de reúso de aguas residuales y lodos tratados en la agricultura se evaluaron mediante un análisis de investigación cualitativa. La opción convencional que consiste en estanques de estabilización de desechos, se comparó con dos otras alternativas que incluyen pasos adicionales de tratamiento, como son humedales artificiales, reactores anaeróbicos y tratamiento de lodos con urea y cal. Los resultados indican que los sistemas de pasos adicionales de tratamiento podrían ayudar a mejorar diferentes aspectos de sostenibilidad, como los riesgos de transmisión de enfermedades, la eficiencia espacial,  la capacidad y eficiencia de tratamiento y la posibilidad de reutilización segura de lodos y aguas residuales en la agricultura. La implementación de mecanismos de financiación que cubren toda la cadena de servicios de saneamiento, así como las medidas de mitigacióin de inundaciones se mostraron esenciales para garantizar la funcionalidad a largo plazo de tales mejoras. La tesis es un estudio preliminar e identificó varias áreas de investigación futuras, la evaluación adicional del contenido de nutrientes en el efluente, la investigación de un posible proceso de certificación de subproductos reciclados de la PTAR, la evaluación de riesgos de inundaciones de diferentes magnitudes, la evaluación del impacto económico a largo plazo de la implementación de sistemas con pasos adicionales de tratamiento y la evaluación  de capacidad institucional local a lo largo de la cadena de servicios de sanemiento.