El presente trabajo de Tesis aborda el problema de la caracterización del flujo de agua en medios porosos heterogéneos mediante el uso de métodos numéricos y soluciones analíticas. En primer lugar, se propone un experimento numérico que simula las técnicas de laboratorio usualmente empleadas para la obtención experimental de las relaciones constitutivas. Con este fin se resuelve la ecuación de flujo no saturado en estado estacionario en dominios bidimensionales y tridimensionales considerando campos de conductividad hidráulica altamente heterogéneos. La linealización del problema se realiza mediante un esquema de Picard y la aproximación numérica mediante métodos híbridos mixtos de elementos finitos. Este procedimiento numérico es utilizado para obtener parámetros hidráulicos efectivos y relaciones constitutivas de rocas fracturadas y rocas heterogéneas con distinto grado de correlación espacial. Se presenta además un análisis comparativo de las diferencias que surgen al representar las heterogeneidades en dos y tres dimensiones. La caracterización hidráulica de rocas fracturadas también es abordada mediante modelos analíticos. Utilizando conceptos de geometría fractal para representar la red de fracturas se derivan dos modelos constitutivos con expresiones analíticas cerradas para una y dos fases (agua y aire). Las expresiones analíticas son analizadas en términos de los parámetros involucrados, y validadas mediante su ajuste con datos experimentales y valores obtenidos con el experimento numérico descrito anteriormente. Por último, se analiza el efecto de la heterogeneidad de la conductividad hidráulica a escala de campo en acuíferos costeros afectados por la marea. Para ello se derivan soluciones analíticas exactas y aproximadas que permiten estimar las fluctuaciones inducidas en pozos para el caso de heterogeneidades lineales de la conductividad hidráulica. Las nuevas soluciones analíticas son comparadas con la correspondiente a un acuífero homogéneo y utilizadas para estimar parámetros hidráulicos a partir de datos experimentales disponibles en la literatura.

Neste trabalho foram desenvolvidos calculos neutrônicos, termo-hidráulicos e de segurança para avaliar a seguranca operacional de um dispositivo de irradiação a ser colocado no núcleo do reator IEA-R1 do IPEN-CNEN/SP. Este dispositivo de irradiação é utilizado para alojar miniplacas de combustvel do tipo dispers~ao de U3O8-Al e U3Si2-Al, com 19,75% em peso de 235U e densidades, respectivamente, de ate 3,2 gU/cm3 e 4,8 gU/cm3. Estas miniplacas serão irradiadas a queimas acima de 50% do 235U, de forma a qualificar este tipo de dispersão para utilização no Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), em concepção. Para os calculos neutrônicos, foram utilizados os programas computacionais 2DB e CITATION. O programa FLOW foi utilizado para determinar o fluxo de refrigerante no irradiador, permitindo o cálculo das temperaturas máximas atingidas nas miniplacas de combustível com o programa MTRCR-IEA-R1. Um Acidente de Perda de Refrigerante (APR) foi analisado com os programas computacionais LOSS e TEMPLOCA, permitindo o cálculo das temperaturas nas miniplacas de combustível após o esvaziamento da piscina do reator. Os cálculos demonstraram que a irradiação deverá ocorrer sem consequências adversas no núcleo de reator IEA-R1. / Neutronic, thermal-hydraulics and accident analysis calculations were developed to estimate the safety of a Miniplate Irradiation Device (MID) to be placed in the IEA-R1 reactor core. The irradiation device is used to receive miniplates of U3O8-Al and U3Si2- Al dispersion fuels, LEU type (19.75 % 235U) with uranim densities of, respectively, 3.2 gU/cm3 and 4.8 gU/cm3. The fuel miniplates will be irradiated to nominal 235U burnup levels of 50% and 80%, in order to qualify the above high-density dispersion fuels to be used in the Brazilian Multipurpose Reactor (RMB), now in the conception phase. For the neutronic calculation, the computer codes CITATION and 2DB were utilized. The computer code FLOW was used to calculate the coolant ow rate in the irradiation device, allowing the determination of the fuel miniplate temperatures with the computer model MTRCR-IEA-R1. A postulated Loss of Coolant Accident (LOCA) was analyzed with the computer codes LOSS and TEMPLOCA, allowing the calculation of the fuel miniplate temperatures after the reactor pool draining. The calculations showed that the irradiation should occur without adverse consequences in the IEA-R1 reactor.

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Muestra el diseño de un canal trapezoidal y poza de almacenamiento con geomembrana para un sistema de riego tecnificado. La ubicación del proyecto corresponde al distrito de Surco, dentro de la Base Aérea Las Palmas. La Escuela de Suboficiales de la FAP viene realizando, como parte de una política de racionalización, las acciones pertinentes con el fin de disminuir el consumo de agua potable dentro de las instalaciones de la escuela, de tal modo que una de las primeras acciones a tomar es minimizar los altos consumos por el uso de esta agua para el regadío de las áreas verdes dentro de las instalaciones. Teniendo en consideración esta necesidad de tomar las medidas para tratar de solucionar este exceso en consumos ocasionados por el uso del agua potable suministrada por la empresa prestadora de servicios SEDAPAL, es que la Escuela de Suboficiales de la FAP dispuso efectuar un estudio que contemple la evaluación de una fuente alterna que provea de agua la cual sea destinada al regadío de las áreas verdes, sobre todo del área destinada al Estadio de la escuela. Se ha contemplado la utilización, como fuente de abastecimiento, de las aguas provenientes del río Surco. La Comisión de Regantes del Sub Sector de Riego Surco provee a la Base Aérea Las Palmas de un volumen de agua proveniente de un canal de regadío ubicado dentro de las instalaciones de la escuela. / Trabajo de suficiencia profesional

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Especifica los requerimientos mínimos a tener en cuenta en el diseño del sistema contra incendios con agua del proyecto Antapaccay - expansion Tintaya que se encuentra ubicado a 15 km de Yauri, en la provincia de Espinar, región del Cuzco, al sur este del Perú. La concepción de seguridad considerada para el proyecto, se basa principalmente en los requerimientos de los códigos y estándares de la Asociación Nacional de Protección de Incendios cuyas siglas son NFPA (National Fire Protection Association), los criterios de diseño hidráulicos y las especificaciones técnicas requeridas. Las soluciones que se han propuesto para mantener el nivel adecuado de seguridad en el proyecto permiten controlar automática y manualmente una posible ocurrencia de fuego. Al final del presente trabajo, se habrá considerado los riesgos de incendio, evaluado el sistema de red contra incendio existente, planeado las modificaciones a la red general existente y se habrá conocido la importancia de la Ingeniería de Protección Contra Incendio en las distintas industrias. / Trabajo de suficiencia profesional

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Desarrolla el diseño de un sistema hidráulico que permita la apertura y cierre de una compuerta tipo lanzas en un alimentador de mineral tipo placas de una planta de chancado para reemplazar el procedimiento de accionamiento manual de la compuerta que ha quedado obsoleto; así permita cambiar los revestimientos antidesgaste de los 4 alimentadores de mineral con frecuencias desfasadas y no sea necesario vaciar el acopiador de capacidad de carga total de 250,000 Tn. La necesidad de buscar alternativas para reducir costos y mantener el proceso continuo de la planta concentradora, conlleva a mejorar el sistema de accionamiento de las compuertas tipo lanzas para no depender del vaciado del acopiador, ya que se requiere de mayores recursos y demanda mayor tiempo de parada de la planta de chancado. La solución al problema es diseñar un sistema de accionamiento hidráulico. Para el cálculo inicial de parámetros del diseño, se consideran: fuerza de empuje de las lanzas de la compuerta de 8,000 kg-f, presión de trabajo del sistema de 172 bar, capacidad de carga viva del acopiador de 50,000 Tn, y peso específico del mineral de 1,700 kg/m3. Los elementos del sistema consiste en: cilindros hidráulicos, una unidad de potencia provista de una bomba, un motor eléctrico, un depósito de aceite y otros accesorios. Para el cálculo y selección de los elementos del sistema hidráulico se hace referencia a normas técnicas, bibliografías relacionadas a la ingeniería e información técnica de productos disponibles en el mercado. / Trabajo de suficiencia profesional

O trabalho trata das formas de abastecimento de água durante o século XIX, analisando as transformações ocorridas no ambiente urbano, em função das instalações das redes de água encanada na cidade de Pelotas. Nesse sentido, investiga o surgimento das primeiras companhias hidráulicas na província de São Pedro do Rio Grande do Sul, compara as soluções propostas para as três principais cidades gaúchas (Porto Alegre, Pelotas e Rio Grande) com àquelas implementadas em outras localidades e discute as diversas propostas de abastecimento para estas cidades. A pesquisa trata da proliferação das epidemias durante o século XIX e das intervenções ocorridas no ambiente urbano, realizadas com o intuito de embelezar, sanear e higienizar as cidades. Aborda, ainda, a instalação de outras obras de infra-estrutura em Pelotas no final do século XIX, que apresentam a particularidade de serem destinadas ao bem público e administradas por empresas privadas. Aproxima a investigação sobre a Companhia Hidráulica Pelotense, estabelecendo, a partir de um olhar sobre o abastecimento de água, relações entre a trajetória de trinta e sete anos de funcionamento da empresa e o cotidiano da cidade. Trata das semelhanças e das diferenças entre as empresas hidráulicas de Pelotas e de Rio Grande, e analisa os problemas enfrentados pela companhia pelotense (como a falta dágua, os furtos, as ligações clandestinas e a resistência quanto a regularização do consumo), assim como as diversas soluções propostas (entre elas a construção da Casa de Máquinas junto ao arroio Moreira). Discute a municipalização da empresa no início do século XX e, a partir das transformações propostas para os equipamentos das redes de água encanada, aborda as demolições, as transformações e as permanências de algumas obras representativas do patrimônio industrial em Pelotas. Estuda os projetos arquitetônicos submetidos à aprovação da Intendência Municipal de Pelotas no período de 1895 a 1908, e percebe que, apesar da preexistência das redes de água encanada na cidade, a incorporação de ambientes e de equipamentos voltados à higiene ocorreu lentamente nas edificações residenciais pelotenses. Mas, se por um lado os interiores apresentaram poucas alterações (e inclusive algumas permanências, como os algibes domésticos), os dados encontrados e as análises realizadas evidenciaram a preocupação concedida ao aspecto exterior das edificações, presente na qualidade da representação gráfica das elevações projetadas na cidade de Pelotas no final do século XIX e na primeira década do século XX. / Regarding the mechanisms for water supplying in nineteenth-century Pelotas, this thesis deals with the transformations caused in the urban environment by the implementation of piped water nets. Thus, it traces the appearance of the first hydraulic companies in the province of São Pedro do Rio Grande do Sul, evaluates different proposals for water supply systems and compares the water supply proposals designed for the three main Rio Grande do Sul cities, namely Porto Alegre, Pelotas and Rio Grande. It describes the nineteenth-century proliferation of epidemics and the urban environmental interventions in order to embellish, sanitize, and hygienically improve cities. Also, it outlines certain infra-structure works hold in Pelotas in the end of 19th Century, particularly those maintained by private companies for welfare state. Hence, it focuses the Companhia Hidráulica Pelotense and the quotidian city life during the period of thirty seven years that this company supplied water for Pelotas. Differences between Pelotas and Rio Grande hydraulic companies are drawn as well as the problems undergone by them, namely water shortage, thefts, clandestine connections and resistance to consumption regularization, and the solutions then implemented. Another topic explained in this thesis is the municipalization of this company in the beginning of the 20th Century. Due to the building of the piped water net, demolitions, modifications and permanencies can also be observed in Pelotas industrial architectural heritage. Based on the study of architectural designs submitted to Intendência Municipal de Pelotas between 1895 and 1908, this thesis acknowledges that, despite the pre-existence of piped water nets in the city, Pelotas residential buildings slowly presented hygienic environments and equipments. The thesis states that home interiors presented little alteration in contrast with the external image of residential buildings, whose facades were a major concern in the designs for Pelotas at the turn of the 20th Century.

Señala que actualmente dentro del terreno de la escuela de suboficiales de la FAP pasa un canal de concreto derivador de las aguas del rio Surco, que abastece a una zona de la escuela, a través de una compuerta metálica se deja salir el agua que es recorrida por una acequia rustica que tiene un recorrido de 520 metros. Por ello la decisión tomada fue aprovechar la excavación ya existente para realizar un canal trapezoidal de concreto por donde recorrerá el agua que será almacenada en una poza, el cual será excavada y recubierta con una geomembrana. De ahí saldrá el agua impulsada por una tubería de succión a través de una electrobomba y será expulsada por una tubería de distribución, donde se realizará un sistema de regadío para todas las áreas verdes de La escuela de suboficiales de la FAP. / Trabajo de suficiencia profesional

La presente tesis tiene como propósito realizar el estudio y diseño a nivel de perfil de una pequeña central hidroeléctrica (PCH) en la intercuenca Alto Huallaga, provincia de Pachitea, departamento de Huánuco. Para ello, en primer lugar, se parte de la definición de dos escenarios de administración y venta de energía, el primero es administrado por las autoridades locales y el segundo por una empresa privada enlazada al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN); en el primer caso se realiza un estudio de la demanda eléctrica local para poder efectuar una estimación de la potencia y energía requerida por la población rural de los distritos de Umari y Molino durante los próximos 30 años, tiempo considerado como la vida útil del proyecto. En segundo lugar, se elabora un estudio hidrológico de la cuenca que se encuentra aguas arriba del punto de captación, a unos 30 km al noreste de la ciudad de Huánuco, para determinar su disponibilidad hídrica y con ello obtener dos parámetros fundamentales, el caudal de máxima avenida y el caudal aprovechable. El primero se requiere para el dimensionamiento de las obras de captación principalmente, mientras que el segundo para la generación de energía eléctrica, el dimensionamiento del resto de obras civiles y la elección de los equipos electromecánicos. En tercer lugar, se define el tipo de central hidroeléctrica en base al caudal aprovechable, a la caída bruta disponible en la zona y a las características geomorfológicas de la cuenca, luego se plantea para cada uno de los escenarios las posibles ubicaciones de las diferentes obras hidráulicas de la PCH con el apoyo de un análisis topográfico de la cuenca; y bajo un criterio técnico económico se decide por la mejor alternativa en cada caso. Como resultado se obtiene la caída bruta y la potencia instalada de la PCH. En cuarto lugar, se desarrolla el diseño a nivel de ingeniería básica que consiste en el predimensionamiento de las obras hidráulicas de la PCH y la elección de los tipos y características principales del equipamiento electromecánico de la casa de máquinas. Finalmente, se realiza un presupuesto preliminar en base a ratios y con ello un estudio económico basado en el flujo de caja de ingresos y egresos con el fin de obtener los parámetros Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR) para determinar si los escenarios planteados son factibles y cuál de ellos posee mayor rentabilidad. Dicho lo anterior, se obtuvo una pequeña central hidroeléctrica del tipo agua fluyente con una potencia instalada de 3 mW mediante una caída bruta de 32 m y un caudal de 11.5 m3/s, el cual fluye a través de una turbina Francis. Así mismo, se verifico que el segundo escenario es más rentable que el primero con un VAN de 15,684,027.7 $ y un TIR de 20.3%.

El objetivo principal es desarrollar un Entorno Virtual de Simulación para un proceso MIMO no lineal de 4 tanques acoplados con fines educativos para realización de experiencias de laboratorio prácticas, el cual posibilite flexibilidad de configuraciones y se encuentre basado en software libre. Para cumplir con este objetivo, en primer lugar se realiza el estudio de la simulación de sistemas en lo relacionado a procesos con tanques acoplados, esto con la finalidad de definir las herramientas software adecuadas para el desarrollo del Entorno Virtual de Simulación. Luego, se hace una revisión teórica del modelado para procesos no lineales de 4 tanques acoplados en distintas configuraciones para la elección del modelo a implementar en la simulación. El entorno de Simulación se desarrolla en lenguaje Java bajo el esquema MVC (modelo – vista - controlador) que incluye la implementación del modelo del proceso elegido, y de la interfaz visual agregándole flexibilidad en las configuraciones a obtener mediante la modificación de parámetros. Se desarrolla un controlador clásico PID para el control de las alturas de los tanques inferiores con la variación de la apertura de las bombas. Finalmente se proporciona al entorno de la capacidad de integración con Matlab/Simulink como una forma de potencializar las capacidades del mismo. Para tal fin se implementa un controlador en Matlab integrándolo con el entorno de simulación. Para validar el funcionamiento del desarrolla en Java se realizaron pruebas de comparación con datos de simulación de una implementación en Matlab/Simulink, obteniéndose resultados muy similares. Adicionalmente se realizan pruebas con el entorno desarrollado para comprobar su correcto funcionamiento ante diversas situaciones. / Tesis

La caracterización y estimación de las crecidas de un río son indispensables para garantizar el correcto desempeño y seguridad de infraestructura hidráulica. Nuestro país, en tanto se ubica en una de las zonas con la mayor actividad relacionada a fenómenos hidroclimáticos extremos, requiere de herramientas y métodos desarrollados para nuestro contexto y situaciones hidrológicas. En tal virtud, el objetivo principal de la presente investigación es el desarrollo y aplicación de técnicas que permitan estimar caudales máximos naturales, para diferentes probabilidades de ocurrencia, en puntos estratégicos de los principales ríos de la zona centro de la vertiente del Pacifico, los cuales se ubican en la región denominada 5a4 en el “Estudio de la hidrología del Perú” (IILA et al., 1982). Las referidas estimaciones plasmadas en mapas permiten el dimensionamiento de infraestructura hidráulica y el control de riesgos asociados a los caudales máximos. Es importante mencionar que la presente contribución se distingue de la habitual forma de estimar caudales máximos en cuencas con pocas o sin estaciones de aforo, complementando información existente con bases de datos satelitales, aplicando modelos conceptuales que representen procesos físicos y que permitan validar la información generada. La presente tesis se distribuye como sigue. En el capítulo 1 se presentan los aspectos generales de la investigación que comprende la introducción, problema de investigación y objetivos; asimismo, se describe el área de estudio especificando sus características fisiográficas y aspectos de hidrología e hidrografía; finalmente, se hace una breve revisión de conceptos importantes enfatizando aspectos usados en la metodología para el desarrollo de la investigación. En el capítulo 2 se presentan los datos y la metodología que se empleó en el presente trabajo, la primera sección comprende la descripción de los datos relevantes del ´área de estudio tales como la información hidrometeorológica convencional e información sobre estimaciones satelitales de variables climáticas. La segunda sección comprende la descripción detallada de los métodos y el procedimiento desde la recolección de información hasta la generación de mapas de caudales máximos. En el capítulo 3 se presenta la discusión y los resultados del procedimiento el cual inicia con la selección y recolección de registros de estaciones hidroclimáticas en la zona de estudio. Subsecuentemente, los registros fueron evaluados mediante diversas técnicas para verificar la confiabilidad, consistencia y homogeneidad de los datos. Debido a la limitada cantidad de estaciones de aforo disponibles en la zona de estudio, la evaluación de caudales máximos en diversos puntos de la red fluvial requirió aplicar técnicas de extrapolación de datos observados. Para tal efecto, se priorizó el uso de modelos hidrológicos calibrados en forma tal que puedan reproducir adecuados resultados en puntos aforados y reproducirlos a puntos no aforados con un buen nivel de confiabilidad. Por otro lado, la baja densidad de registros pluviométricos y ausencia de registros de variables climáticas requeridas para desarrollar un modelo que relacione las precipitaciones con las descargas, requirieron el uso de diversas bases de datos y productos satelitales con el fin de optimizar, en espacio y tiempo, los registros disponibles de precipitación y suplir las limitaciones de información relativa a las variables climáticas. Entonces se eligieron los datos con estimaciones satelitales de lluvia y evapotranspiración que mejor representen los datos observados conformando una nueva base de datos compuesta de registros convencionales y satelitales. Posteriormente, se seleccionaron puntos de análisis al interior de las cuencas y adecuaron las subcuencas generadas por estos puntos al modelo GR2M para simular caudales mensuales, considerando adecuada una superficie de cuenca mayor a 300 km2. Los registros de caudales máximos en puntos aforados que pasaron la etapa de evaluación se ajustaron a funciones de distribución con la finalidad de determinar su ley de frecuencia. Asimismo, para los puntos no aforados, apoyándonos en los caudales simulados obtenidos de la etapa de modelamiento y a través de un análisis regional a nivel de cuenca se establecieron relaciones entre las curvas de frecuencia de caudales máximos mensuales y máximos diarios. Así se obtuvieron aproximaciones confiables de la probabilidad de ocurrencia de caudales máximos diarios en puntos no aforados, a partir de los cuales se construyeron mapas para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Finalmente la tesis concluye con el capítulo 4 donde se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / The river’s floods characterization and estimation are indispensable to guarantee the correct performanceand and safety of hydraulic infrastructure. Our country, while located in one of the areas with the highest activity related to extreme hydroclimatic phenomena, requires tools and methods developed for our context and hydrological situations. In this virtue, the main objective of this research is development and application of techniques that allow estimating natural maximum flows, for different probabilities of occurrence, in strategic points of main rivers in the central area of Pacific slope, located in the region named 5a4 in the ”Study of Hydrology of Peru” citep IILA1982. The referred estimations contained in maps allow the sizing of hydraulic infrastructure and the control of risks associated with the maximum flow rates. It is important to mention that present contribution is different from the usual way of estimating maximum flows in watersheds with few or no gauging stations, complementing existing information with satellite databases, applying conceptual models that represent physical processes and that allow validating the generated information. The present thesis is distributed as follows. In the chapter 1 general aspects of the investigation that includes the introduction, research problem and objectives are presented; also, the study area is described specifying its physiographic characteristics and aspects of hydrology and hydrography; finally, a brief review of important concepts is made emphasizing aspects used in the methodology for the development of the research. In the chapter 2 data and methodology that was used in the present work are presented, the first section includes a description of the relevant data of study area such as conventional hydrometeorological information and information about satellite estimations of climatic variables. The second section includes detailed description of methods and procedure from the information collection to the generation of maximum flow maps. In the chapter 3 the discussion and the results of the procedure are presented, which begins with selection and collection of hydroclimatic stations records in the study area. Subsequently, the records were evaluated using various techniques to verify the data reliability, consistency and homogeneity. Due to the limited number of gauging stations available in the study area, the maximum flow evaluation at various points in the fluvial network required the application of extrapolation techniques in observed data. For this purpose, the use of hydrological models calibrated in such way that they can reproduce adequate results in gauged points and reproduce them at ungauged points with a good level of reliability was prioritized. On the other hand, the low density of rainfall records and absence of climatic variables records required to develop a model that relates precipitation and discharge, required the use of various databases and satellite products in order to optimize, in space and time, the available records of precipitation and supply the limitations of information related to climatic variables. The data was then chosen with satellite rainfall and evapotranspiration estimates that best represent the observed data, forming a new database composed of conventional and satellite records. Subsequently, analysis points were selected within the basins and the sub-basins generated by these points were adapted to the GR2M model to simulate monthly flows, considering a basin area greater than 300 km textsuperscript 2 adequate. The maximum flows records in gauged points that passed the evaluation stage were adjusted to distribution functions in order to determine their frequency law. Likewise, for ungauged points, based on the simulated flows obtained from the modeling stage and through a regional analysis at the basin level, relationships were established between the frequency curves of maximum monthly and maximum daily flows. Thus, reliable approximations of the probability of occurrence of maximum daily flows in ungauged points were obtained, from which maps were constructed for the return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years. Finally the thesis concludes with the chapter 4 where general conclusions of the investigation and recommended future work are presented. / Tesis