El presente proyecto consiste en el estudio de una presa de materiales sueltos en la región de Candarave (Tacna). Esta zona es conocida por ser muy árida, con largas épocas de estiaje que comprometen su agricultura, la principal fuente de ingresos de sus poblados. La UNI ya había realizado un Análisis de Factibilidad en 2011 con una primera ubicación, pero la obra no pudo ser llevada a cabo debido a que la capacidad portante del subsuelo en el eje escogido era escasa, y las filtraciones desproporcionadas. Por ello, en el presente proyecto se estudia la ubicación del cuerpo de presa trescientos metros aguas abajo, en una zona con mejores parámetros geotécnicos. Para comenzar, se determinó que la presa debía ser de materiales sueltos para maximizar los beneficios al encontrarse canteras relativamente cerca. Además, aunque la capacidad portante mejora con el nuevo eje, no es suficiente para otros tipos de presa que están relacionadas con mayores presiones. Con las demandas y ofertas se llegó a la conclusión que un volumen útil de 17.82 MMC era suficiente, cumpliendo con un 90% de garantía anual. Con este volumen necesario, la curva Cota – Volumen y un pre-diseño de los órganos de desagüe (el desagüe de fondo que funciona como bocatoma y el aliviadero de canal lateral) se obtuvo una cota de coronación para el núcleo de 4373.5 msnm, y de 4375.0 msnm para la propia presa. A partir de aquí, se hizo un análisis integrado de filtraciones y estabilidad con software de GeoStudio©. La primera parte fue estudiada con el programa SEEP© realizando análisis estacionario y transitorio para observar la situación en desembalse rápido. Las filtraciones resultaron ser escasas debido a que prácticamente sólo se pueden producir a lo largo de la presa, porque el modelo de subsuelo referenciado tenía una capa superficial con una permeabilidad muy baja. De ese mismo estudio se obtuvieron también las presiones intersticiales que se usarían para el análisis de estabilidad. Respecto a este segundo estudio, se usó el programa SLOPE©, para las diferentes situaciones requeridas: final de la construcción, a largo plazo, tras desembalse rápido y con una combinación de sismo con las anteriores. Después de analizar la estructura, se llegó a la conclusión de que la geometría inicial del cuerpo debía reformularse para el talud de aguas arriba, porque se producía falla en desembalse rápido con sismo. Las soluciones propuestas se basaban en micropilotes a modo de pantalla, una berma inferior con enrocado y/o una disminución de la pendiente del talud. Finalmente, tras descartar las dos primeras opciones por mejorar escasamente la estabilidad, se optó por aumentar el talud aguas arriba de 2H:1V a 2.5H:1V.Esta última elección dio buenos resultados en los análisis que no habían pasado con el anterior talud. Obviamente, las filtraciones son incluso menores que en el otro caso, por lo que no se volvió a analizar. Por último, se hizo un análisis profundo de los órganos de desagüe. En primer lugar se estudió el desagüe de fondo, con entrada a 4342.1 msnm y salida a 4320 msnm, cuyas pérdidas no suponen un problema para su normal funcionamiento. A continuación se delimitó la cuenca de disipación de energía del agua sabiendo que el cauce del río se ubica a 4310 msnm, siendo suficiente una longitud de 24 metros a partir del pie del talud aguas abajo. Para terminar. se analizó al aliviadero, siendo éste de tipología de canal para ahorrar espacio en la estrecha cerrada. Para su entrada bastan 5 metros de ancho, debido a que las lluvias no son torrenciales y el propio embalse lamina de forma muy plana cualquier tormenta de la zona, independientemente del tamaño del aliviadero a partir de cierta magnitud. El canal tendrá 3 metros de anchura tanto en su tramo subcrítico como en el crítico, variando su altura en función de su régimen. Como la pendiente de la rápida es muy pronunciada y los caudales desembalsados no son muy altos, se determinó que el uso de bloques de disipación tendría un buen funcionamiento. Estos bloques se ubican en filas diseñadas alternadamente, con una distancia entre ejes de 2.1 metros. Con el uso de este sistema de disipación, una cuenca de disipación con enrocado bastaría para restituir el agua al cauce con una velocidad normal. / Tesis

Este trabajo se inspiró en la reparación parcial que durante el año 2002 se realizó del muelle industrial y que inquietó al autor de este trabajo a plantearse el reto de planificar la reparación total de la estructura. El reto de rehabilitar la totalidad de la estructura se piensa, planifica y elabora de manera que pueda servir de guía para un trabajo que deba desarrollarse en una situación real, por lo que su desarrollo ha sido estructurado a través de nueve capítulos, los que incluyen temas como la descripción detallada del muelle, el estado de conservación actual, el levantamiento de los daños, el metrado respectivo y el posterior desarrollo del proceso constructivo de la solución propuesta. / Tesis

Este proyecto, se centró en la ruta LM-122 la cual es la única que comunica al pueblo de Tanta, ubicado en Yauyos, con el resto de centros de la provincia. Tanta tiene un gran potencial turístico, debido a cercanía al Parque Natural Nor- Yauyos; sin embargo, esto no es aprovechado debido a su inaccesibilidad. El trabajo realizado trata de solucionar este problema, diseñando el tramo más accidentado de la ruta y estimando el nivel de servicio de la sección de la ruta en el futuro. Según el manual de diseño actual (DG-2014), se clasifico a la vía como una carretera de tercera clase, ya que presenta una orografía accidentada y un IMDA menor a 400 vehículos por día. Con estos datos se definieron los parámetros para el diseño como la velocidad del diseño, radio mínimo, rango de longitudes permitidas, entre otros. Se propusieron tres alternativas para el diseño de la ruta; de las cuales se seleccionó la tercera debida a su menor costo en comparación con el resto de alternativas. En base a este diseño se realizó el predimensionamiento de 7 alcantarillas a lo largo de la carretera, y de los muros de contención necesaria en la vía, debido al alcance definido no se realizó estimación de costos para esta parte del proyecto. Para finalizar con el proyecto se realizó la estimación del nivel de servicio a 20 años de estimación, Se obtuvo como resultado el nivel A para la vía. Esto lo convierte en un diseño aceptable, con lo que se cumpliría con el objetivo inicial de facilitar el diseño de la ruta LM-122 para hacerla más accesible. / Tesis

Ingeniera Civil / En Chile, un país con alta actividad tectónica, el diseño sísmico de edificios y obras industriales cobra gran relevancia, y está normado. Sin embargo, algunas estructuras portuarias, tales como rompeolas, generalmente no se verifican sísmicamente, al no considerar las cargas sísmicas como dominantes. No obstante, la literatura entrega registros de evidencia de rompeolas con daño debido a eventos sísmicos, mencionando desmoronamiento de la coraza, asentamientos; y principalmente, falla de talud y deslizamientos superficiales. Lo anterior, sumado a que se prevé un crecimiento de infraestructura portuaria sostenido en nuestro país, motiva la propuesta de una metodología de análisis sísmico para rompeolas. Específicamente de talud tipo escollera, el más utilizado tanto en Chile como en el extranjero. La propuesta metodológica consiste en un análisis sísmico pseudo-estático, en que se considera la interacción entre estructura, suelo y agua. Esto se traduce en una serie de esfuerzos actuando de manera conjunta. Dos modos de falla son abordados, el desplazamiento horizontal del rompeolas y el deslizamiento superficial de talud. Se define un criterio de estabilidad para ambos; un factor de seguridad de 1,1[-]. De no ser cumplido, el rompeolas es inestable sísmicamente. La inestabilidad, sin embargo, no implica necesariamente un daño significativo, por lo que la propuesta continúa con un análisis de desplazamientos para los casos no satisfactorios. Esto según el Método de Newmark, utilizando registros sísmicos reales. El criterio de aceptación es alcanzar deformaciones menores a 100[cm] para desplazamiento horizontal, y 0,5D y 0,75D para deslizamientos de talud (D: diámetro característico elemento de coraza). La propuesta metodológica es aplicada en rompeolas de talud tipo escollera construidos en Chile. Incluye el análisis a un rompeolas extenso, con las características que se esperan para los futuros proyectos portuarios. Se analiza y discute tanto la propuesta como los resultados obtenidos en los ejemplos. Para esta primera aproximación, los resultados obtenidos son satisfactorios, invitando a continuar con la investigación sobre comportamiento sísmico de rompeolas.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza los cálculos para verificar la estabilidad de la represa Marcacocha y deslizamiento de la estructura bajo el método clásico y el criterio técnico P.E.T. (Presa Elemental Triangular). Para aumentar la estabilidad y seguridad de la estructura se plantea una alternativa de solución, un modelo de contrafuerte que cumplirá con los reglamentos establecidos en la construcción de represas. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniero Civil / El trabajo de título a realizar consiste en desarrollar una modelación numérica 3D del flujo sobre dos obras hidráulicas, las de evacuación de crecidas y de desvío, que están presentes en el modelo físico de la central Baker 1 de la región de Aysén, ejecutado por el departamento de ingeniería hidráulica de la Universidad Católica. El objetivo principal es poder modelar numéricamente, utilizando el software ANSYS CFX, obras hidráulicas de interés común en el desarrollo de proyectos de embalse, en el área de riego e hidroelectricidad. El propósito de las simulaciones es poder caracterizar los distintos parámetros del flujo como campos de velocidades, presiones y alturas de agua, y así analizar cómo se comportan estos parámetros dentro de los modelos de las obras hidráulicas a analizar. Para lograr lo descrito previamente, es necesario familiarizarse con el software mediante simulaciones preliminares de elementos hidráulicos simples como gradas, caídas y canales rectangulares en pendiente. La modelación propiamente tal, resuelve las ecuaciones promediadas de Reynolds sobre la turbulencia y de continuidad en tres dimensiones, mediante el método de volúmenes finitos, lo anterior se realiza utilizando el software tipo CFD ANSYS CFX. Una vez obtenidos resultados de la modelación numérica, se contrastan con los obtenidos de modelos físicos de las obras a analizar. Los resultados obtenidos muestran un ben ajuste entre los datos simulados numéricamente con los del modelo físico. En el evacuador de crecidas las diferencias porcentuales se encuentran cercanas al 10% en promedio, siendo las medidas de nivel piezométricos las que presentan los mayores errores, hasta un 26%. En los túneles de desvío se tienen diferencias de 6% en promedio, mostrando que en regímenes subcríticos los resultados de las simulaciones se ajustan de mejor manera que en los casos supercríticos.

Ingeniero Civil / Este trabajo se enmarca en la incorporación de los costos asociados al déficit de agua de riego, correspondientes a los embalses Maule y Laja, en la operación de largo plazo del Sistema Eléctrico Nacional, SEN, a través del software AMEBA, desarrollado por la compañía Spec Energy Consulting. El software constituye un conjunto de metodologías, algoritmos computacionales y modelos matemáticos para abordar íntegramente la toma de decisiones en los mercados eléctricos, que se utilizan para asignar la operación de todas las centrales de generación, con la lógica de satisfacer la demanda eléctrica a mínimo costo esperado en el largo plazo, tal como opera el sistema eléctrico chileno. En el marco de lo anterior, se desarrolla una representación de la función de costo de déficit de agua de riego, que sea compatible con la estructura de AMEBA, recurriendo a modelos agroeconómicos como, Positive Mathematical Programming, obteniendo los beneficios marginales de temporada y, por ende, las funciones de beneficio, a partir de las cuales se construye la función de costo asociado al déficit. Luego, se introduce dicha función en AMEBA como una penalización económica al riego no servido. Finalmente, se evalúa el impacto sobre los indicadores de operación del sistema, como la variación de los volúmenes en los embalses Maule y Laja con respecto a la operación puramente eléctrica, el impacto en el precio de la energía, la generación en dichas cuencas y el porcentaje de riego abastecido en relación al otorgado por cada convenio. En conclusión, se propone una nueva política de asignación de agua, la cual otorga mayor flexibilidad al sistema eléctrico al reemplazar los convenios de riego por penalizaciones económicas, considerando su valor tanto en hidroelectricidad como en riego, dándole así un sentido más amplio al agua como recurso.

Propone el correcto y eficiente diseño de una rápida hidráulica que estará ubicada en la progresiva 1+675 – 1+725 del canal Julquillas-Pacar (prolongación del canal Huayto), con una longitud de 50m y un desnivel de 3.48m se considera para su diseño un caudal de 2.25m3/s (cabe señalar que el canal Julquillas-Pacar tiene una conducción hidráulica que varía de 3.25m3/s a 1.50m3/s en sus progresivas). Otro aspecto que se consideró al realizar la monografía es contar con una fuente de información que sirva de guía para diseñar eficientemente dicha estructura hidráulica. Para las condiciones iniciales se ha tenido en cuenta recomendaciones dadas por la U.S.B.R. y datos obtenidos por los diferentes estudios de campo que se realizaron (Topografía, Hidrología, etc). Para el diseño de la estructura hidráulica se está considerando que las transiciones mantengan un flujo subcrítico, el tramo inclinado presentara un flujo supercrítico por lo que el disipador de energía contará con bloques de impacto, dados disipadores y umbral de salida que ayuden a contener el resalto hidráulico y evitar problemas de erosión en la estructura. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniera Civil Industrial / El presente estudio tiene por objetivo desarrollar e implementar una metodología de priorización de infraestructura hidráulica de riego, de forma que los proyectos de embalses sean estudiados y evaluados en su contexto. Para la elaboración de la herramienta de priorización, se utilizó el método MCDM, el cual corresponde a un enfoque que permite comparar alternativas en base a múltiples atributos y características. Entre los métodos estudiados, se optó por la metodología AHP para determinar los ponderadores, ya que permite incluir, de forma simultánea, características cuantitativas y cualitativas dentro de un mismo modelo. Se desarrolló un modelo con 5 niveles de criterios y subcriterios. En el primer nivel se especifica el objetivo del estudio. En el segundo nivel jerárquico, se consideran los criterios macro, los cuales corresponden a factores de desarrollo y estratégicos. Los criterios de desarrollo están asociados directamente con las características de los proyectos en sí y los criterios estratégicos corresponden a aspectos políticos y administrativos. En el tercer nivel se identifican los factores económico, social y ambiental. El subcriterio económico busca medir las rentabilidades y riesgos del modelo, el subcriterio social incluye los impactos que este tipo de obras tienen sobre las comunidades y el subcriterio ambiental buscar medir el impacto que tienen los embalses en el territorio donde estos se localizan. Este modelo fue aplicado en cuatro proyectos de embalses, a través del cual se obtuvo un Índice Multi-Criterio (IMC), donde a mayor IMC, mayor prioridad tiene el proyecto. Los resultados obtenidos son: en primer lugar el Embalse A, seguido del Embalse C, luego se encuentra el Embalse B y, en último lugar se encuentra el Embalse D. Los resultados muestran que los métodos multicriterio de priorización permiten incluir características cualitativas y cuantitativas de forma simultánea en un modelo. Sin embargo, es necesario perfeccionar este tipo de metodologías en aspectos tales como la selección de criterios, subcriterios e indicadores, de forma que los proyectos de embalses no sean sub o sobre valorados. Adicional a esto, para la correcta aplicación de la metodología multicriterio, es necesario disponer de información actualizada tanto de los proyectos, como de las comunidades y territorio donde estos se localizan.

El presente trabajo busca mostrar la diferencia entre el caudal máximo diario anual y el caudal anual máximo instantáneo. Esto, porque el primero es el dato que se obtiene en la mayoría de estaciones de medición de caudal en todo el país y el segundo es el que se obtiene mediante estructuras hidráulicas que permiten medir el caudal en todo momento evitando el efecto de la socavación que genera el agua al escurrir por terrenos naturales proclives a esta. Se demostrará porque estos datos se deben considerar en la determinación de los caudales de diseño extremos de las estructuras hidráulicas. Se analizará y comparará ambos resultados y se explicará el por qué es importante trabajar con el caudal instantáneo en vez del máximo medio diario anual. Se justificará por qué a pesar de que el caudal anual máximo instantáneo es mucho más difícil de obtener, a largo plazo resulta más provechoso de utilizar. Se expondrá por qué el registro de caudal máximo diario anual el que tienen a disposición los ingenieros en la gran mayoría de ríos del litoral de nuestro país. Se demostrará que la diferencia entre ambos genera un error que representa un verdadero riesgo para el diseñador de infraestructura hídrica que basa sus cálculos en un registro que podría resultar peligroso pues puede estar subestimado. / This work seeks to show the difference between the annual maximum daily flow and the instantaneous maximum annual flow. This is because the first is the data obtained in most of the flow measurement stations throughout the country and the second is obtained by measurements of hydraulic structures that allow the flow to be measured at all times avoiding the effect of the undermining that generates water by draining through natural lands. It will be demonstrated why these data should be considered in determining the extreme design flow rates of hydraulic structures. Both results will be analyzed and compared and it will be explained why it is important to work with the instantaneous flow rate instead of the maximum annual average daily. It will be justified why although the maximum instantaneous annual flow is much more difficult to obtain, in the long term it is more profitable to use. It will be explained why the annual maximum daily flow record available to engineers in the vast majority of rivers along the coast of our country. It will be shown that the difference between the two generates an error that represents a real risk for the water infrastructure designer who bases his calculations on a record that could be dangerous and it may be underestimated. / Tesis