Ingeniero Civil / El presente trabajo de título se enfoca en estudiar el impacto que puede tener el uso de infraestructura especializada, como son las vías exclusivas de buses, por otros tipos de usuarios del sistema de transporte urbano, con ello se verificará el impacto en la operación de los buses al compartir la infraestructura con los taxis colectivos. El presente trabajo incorpora el análisis del eje vial de transporte público que opera con un corredor segregado como es el eje Avda. Vicuña Mackenna - Avda. Concha y Toro en La Florida, en el tramo comprendido entre las calles transversales Santa Amalia y Rojas Magallanes, específicamente en el período punta mañana en sentido sur a norte. Este eje forma parte de un estudio que ha sido llamado por la Subsecretaría de Transportes, Sectra, que estudia 9 ejes de corredores de transporte público. Para ello se ha realizó un análisis técnico, utilizando la herramienta de micro simulación AIMSUN. Lo primero fue realizar la tarea de recolección de datos de terreno y con ello se procedió a calibrar el modelo para poder representar la operación actual del corredor. Posteriormente se plantearon los escenarios que incorporan niveles de operación conjunta entre buses y taxis colectivos compartiendo la infraestructura vial. Los resultados obtenidos concluyen que la variable más relevante, que influye en la operación de un corredor segregado con una pista de circulación por sentido sin zonas de adelantamiento en los paraderos, corresponde al tiempo de detención de los taxis colectivos en las paradas actuales del corredor de buses. El escenario 2 planteado muestra que las velocidades disminuyen tanto para buses (16,35%) y taxis colectivos (19,01%), cuando se proyecto que el 20% de los servicios de taxis colectivos se detienen. Con los resultados obtenidos se puede indicar que no es recomendable compartir el uso de la infraestructura de buses con la de taxis colectivos en este tipo de corredores segregados como el de Vicuña Mackenna Concha y Toro en La Florida. / 16/10/2022

Ingeniero Civil Eléctrico / Los niveles de dióxido de carbono han alcanzado los niveles más altos en la historia escrita, de esta forma almacenando más calor en la atmosfera, generando condiciones climáticas cada vez más extremas y cambiando el clima más rápido de lo que las especies se adaptan. Esfuerzos mundiales se realizan para reducir las emisiones globales mediante metodologías de cambios tecnológicos y eficiencia energética, de las que destaca la COP21 y el tratado de París, del cual Chile es parte. En la presente memoria se procedió a desarrollar 4 escenarios de descarbonización de la matriz eléctrica chilena al largo plazo, reemplazando la potencia instalada en carbón por geotermia y concentración solar CSP. Adicionalmente se procedió a hacer un análisis técnico económico de las centrales de reemplazo con la reutilización del bloque de poder, en particular, la turbina de vapor de la central térmica desmantelada. Para los escenarios de reemplazo de largo plazo se utilizó el modelo desarrollado en la Mesa de Geotermia con software PLP. Este proceso ocurre en el periodo que abarca desde enero del 2017 hasta diciembre del año 2050. El análisis técnico económico se desarrolla con cifras obtenidas de la Mesa y por el software SAM de NREL. Los principales resultados muestran que al acortar la vida útil de las centrales térmicas a carbón, la generación por medios renovables y sostenibles aumenta, el perfil de costos marginales del sistema baja, en particular durante en los valles, se logra reducir considerablemente las emisiones y la intensidad de CO2 y los costos de operación del sistema se reducen, sin embargo existe una inversión de capital necesaria para el plan de reemplazo. Para escenarios con vida útil acortada, se alcanza una matriz energética sin carbón al año 2040 y 2048 para los escenarios de descarbonización normal. Con respecto al análisis técnico económico, se muestra que, en base a los resultados obtenidos, la reutilización de las turbinas de las centrales desmanteladas genera reducciones en el costo de inversión y costo nivelado de la electricidad, haciendo que estos proyectos sean más competitivos. La descarbonización del sistema muestra beneficios en el sistema, reduciendo las emisiones totales de CO2, llegando a un parque generador con una baja intensidad de carbono, en particular planteando una política de desmantelamiento más intensa.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / Identificar daños en una estructura permite anticiparse frente a fallas de consideración o totales, a fin de poder realizar las mantenciones necesarias. Una técnica ampliamente utiliza encontrar la ubicación y magnitud de daño en una estructura es mediante el análisis de sus modos de vibración, ya que estos difieren si una estructura tiene o no fallas. En la literatura se ha logrado identificar la ubicación de daño estructural del puente I- 40 utilizando datos recolectados de sus modos de vibración y temperatura, modelando la estructura con elementos finitos y sus fallas como una reducción de rigidez en un elemento seleccionado. Sin embargo, el método utilizado es lento de aplicar pues requiere resolver un problema de optimización mediante un algoritmo de optimización global. En el presente estudio se utilizan redes neuronales profundas convolucionales (RNPC), las que han demostrado su robustez respecto a otros métodos utilizados actualmente debido a su rapidez de trabajo, la confiabilidad de sus resultados y la facilidad de entrada de los datos, ya que no requieren ser previamente manipulados por el usuario. Se identifican, localizan y cuantifican los daños estructurales del puente I-40 de Nuevo México utilizando RNPC y los datos de vibración del puente, además, se desarrolla una metodología para representar las vibraciones del puente en imágenes que puedan ser procesadas por una red neuronal profunda convolucional. Finalmente se realiza una validación de la metodología de identificación de daño propuesta, por medio de datos numéricos y experimentales. Para procesar los datos, crear las imágenes y procesar dichas imágenes en el algoritmo de redes neuronales profundas convolucionales, se utilizará el software MATLAB.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El día 27 de Febrero del 2010, ocurrió un terremoto de una magnitud Mw 8,8 en la escala de Richter en Chile con epicentro entre las localidades de Cobquecura y Curanipe. Millones de personas fueron afectadas por este movimiento telúrico, provocando perdidas incontables de sus bienes. A nivel estructural, los mayores daños que se encontraron en los edificios de hormigón armado fue, particularmente en aquellos muros de sección variable (muros de sección T) y muros con discontinuidad (muros banderas encontrados en los primeros pisos de los edificios). Antiguamente, los edificios chilenos contaban con una gran cantidad de muros en el primer piso los cuales compartían las solicitaciones del edificio. Hoy en día estas mismas solicitacio- nes se debe repartir en una menor cantidad, que finalmente provoca un aumento en las concentraciones de las tensiones de los mismos muros. En esta memoria, se presenta el ensayo de tres muros de sección T. El primero sin confinamiento en los bordes del alma y ala, el segundo tendrá confinamiento en los bordes del alma y ala y por ultimo el tercero de sección variables en el alma en la zona de la base, mas conocido como muro bandera (diferencia de cambio de sección de 20 cm). Estos muros serán instrumentados con diferentes métodos (LVDT, Strain gagues y Fotogrametría). La presente memoria, se enfocara en la fotogrametría como método para la adquisición de datos. Se contara con 9 cámaras programadas cada 12 segundo que fotogra- fiara desde el inicio hasta el termino del ensayo. Luego de la recopilación de datos, se analizaran las fotos usando el software Ncorr, para obtener deformación y desplazamientos en gran parte del muro. A diferencia de otros métodos de Procesamiento, Ncorr entrega un gran volumen de infor- mación obtenidas de las fotografías, esto provocara la necesidad de crear una base de datos más versátil y cómoda con información relevante para los análisis que se requieren en este informe. Esta estructura de datos estará a disposición para futuras investigaciones. Los resultados se pueden separar en dos grandes conjuntos, primero en lo observable como: identificación de fisuras, pandeo de barras, desprendimiento de hormigón, etc. y en un segundo lugar, los resultados que pueden ser procesados usando fotogrametría como: deformaciones unitarias, rotula plásticas, perfiles de deformaciones en altura, entre otros. También habrá comparaciones entre los resultados de de la fotogrametría y los resultados medidos por LVDT, con el fin de contar con las distintas diferencia entre los resultados medidos por LVDT y Fotogrametría.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El diseño de edificios en Chile y el mundo se basa esencialmente en la consideración de dos componentes horizontales del sismo, mediante análisis modal espectral. Adicionalmente, en algunos casos particulares en que se requiere el diseño vertical, se obtiene un espectro de diseño en esta dirección a partir de una modificación del horizontal. Esto se basa en la consideración de que las estructuras poseen rigidez suficiente en la dirección vertical, con lo que no existe amplificación de esta componente de aceleraciones o se encuentra indirectamente considerada debido a factores de seguridad. Algunos estudios han mostrado que, para periodos cortos, rango en el que se encuentran los modos predominantes en la dirección vertical, la relación entre las aceleraciones horizontales y verticales puede no necesariamente ser la de reducción. Esto es especialmente relevante para edificios altos, puesto que produce flexibilización en la vertical. En el presente trabajo de título se estudia este efecto en edificios mayores a 30 pisos. Para esto, se analizan 12 edificios chilenos que cumplen con esta característica, a través del modelo computacional. Mediante análisis tiempo-historia con sismos adecuados a suelo y zona sísmica de los edificios, se obtienen las respuestas de desplazamiento y aceleración en la base y el piso superior, considerando la componente vertical del sismo. Además, se determina que existe amplificación en las frecuencias predominantes verticales resultando máximo promedio de 2. Por otra parte, se calcula la armadura de refuerzo de los muros de ascensores de la base y el primer piso sobre nivel de terreno. Esto permite determinar que la variación de esfuerzos al considerar la demanda vertical no tiene mayor influencia en el diseño, pues la cuantía mínima cumple con las solicitaciones en todos los casos. Solo en el caso de los edificios más altos en estudio (Edificio 2 y Edificio 3), se tiene un factor de utilización más cercano a 1. Por último, se obtiene de los modelos computacionales el nivel de rotación de losas existente en el primer y último pisos de cada edificio para todos los sismos considerados en el análisis, incluyendo la componente vertical. Como resultado, se alcanzan rotaciones máximas fuera del plano de 0.5°, lo que produce desniveles de planta de hasta 20 cm.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Transporte. Ingeniero Civil / El ruteo y modelación de la operación de vehículos de emergencia ha sido un tema de interés, aunque no muy presente en la literatura científica en el pasado. Los viajes involucrados se realizan con el propósito de atender urgencias y por ende es comprensible que se quieran realizar de la manera más rápida y eficiente posible. Para lograr esto, es necesario conocer el tiempo o costo asociado a cada calle que se recorre. Esto corresponde al desafío que actualmente presenta el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos de Santiago (CBS), dicho sistema se apoya en un algoritmo de rutas mínimas que se aplica sobre un grafo de calles de Santiago. Con el fin de estimar, corregir o validar los tiempos de viaje de dichas calles, tanto actuales como a futuro, es una buena idea el uso de un simulador microscópico de tráfico, herramienta que permite simular el tráfico real. En este trabajo de tesis se desarrolla una API en C++ que modifica un software de simulación de forma que pueda reproducir el comportamiento anómalo que presentan vehículos comunes al enfrentarse a un vehículo de emergencia, dicho comportamiento está documentado en la literatura y se puede observar en terreno. Éste consiste en cruzar intersecciones sin tener la preferencia, usar pistas exclusivas o vías solo bus, forzar maniobras de cambio de pista a vehículos cercanos u obligar a éstos a cruzar con luz roja. Adicionalmente, se desarrollan técnicas de minería de datos para procesar los datos GPS registrados por distintos vehículos del CBS con el fin de alimentar el microsimulador y para mejorar las estimaciones de tiempos de viaje en el sistema de ruteo que ocupa el Cuerpo de Bomberos actualmente. En paralelo, se codifica una red real del centro histórico de Santiago en el Software de Microsimulación PARAMICS para usarse a futuro en la estimación de tiempos de respuesta del CBS en la red de calles de esta zona. Por último, se propone y aplica una metodología de estimación y calibración de parámetros para simular un viaje hacia una emergencia real. Se ocupan videos capturados por cámaras de la UOCT en distintas intersecciones como información de terreno, que se complementa con el registro de pulsos GPS y videos tomados desde el carro bomba que efectúa la expedición que se pretende simular. Como resultado, se calculan los flujos de la red codificada de manera de maximizar la bondad de ajuste, cuantificada mediante el error cuadrático de la distancia recorrida en el tiempo (entre la simulación y los pulsos GPS). De esta forma se obtiene un error porcentual promedio de 16.3%. Un objetivo a mediano plazo de este trabajo es producir un impacto en la evaluación de efectos sobre los tiempos de respuestas de los vehículos del Cuerpo de Bomberos bajo distintas modificaciones potenciales en la red tales como: cierre de calles, mejora de veredas e implementación de nuevas vías para buses de transporte público.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Chile es un país con una alta sismicidad que ha demostrado aprender y adaptarse rápidamente a los nuevos requisitos de diseño de edificios de acuerdo con el comportamiento observado durante fuertes terremotos. Un ejemplo de esto es el terremoto del Maule (Mw=8.8), que causó el aplastamiento de hormigón y el pandeo excesivo del refuerzo principal en los elementos de borde en muros de hormigón armado. Este daño se debió a la falta de confinamiento en los elementos de borde en Muros con secciones T, C y U, y también debido a los altos esfuerzos de compresión en los muros con discontinuidades en sus bases, cuya materialización responde al diseño arquitectónico para un mejor uso de la pisos inferiores. Luego, para corregir esta falta de confinamiento, en el código de diseño chileno se definieron nuevos requerimientos para los elementos de borde. Para estudiar el efecto de estas nuevas exigencias acorde al confinamiento, en el caso particular de los muros con configuraciones típicas de los edificios chilenos, en este trabajo de Tesis se ensaya un grupo de tres probetas de Muros con sección transversal T, y además se realizan análisis numéricos en base a estos. Los dos primeros muros difieren en el tipo de confinamiento en los elementos de borde (Pre y Post Terremoto 2010), y el tercero tiene el confinamiento con los nuevos requisitos pero con una discontinuidad en la base, reduciendo el largo del alma en un 16 %. Por tanto, el propósito de esta Tesis es poder estudiar el comportamiento global y local de los muros, el efecto entre los diferentes tipos de confinamiento y la influencia de una discontinuidad en la base, con el fin de caracterizar la distribución y concentración de tensiones y deformaciones, como también definir parámetros como el largo de rótula plástica. A partir de los resultados experimentales fue posible observar un aumento en la ductilidad en cerca del 50 % con un confinamiento adecuado, pero no un aumento importante en la capacidad final de los Muros. Por otro lado, el muro con la discontinuidad mostró un comportamiento similar en términos de ductilidad, pero no el esperable, ya que se produjo una concentración de tensiones en la altura de la singularidad, lo que provocó una concentración del daño en esa zona. Por otra parte, los modelos numéricos describieron con una alta precisión lo ocurrido en los ensayos, permitiendo a partir de esto, realizar un análisis más acabado sobre el efecto de la discontinuidad en muros con diferentes relaciones de aspecto. Este trabajo se enmarca en el Proyecto FONDECYT N° 11140429.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Para estudiar el desempeño de muros de hormigón armado, en general, hasta ahora el enfoque se ha puesto en estudiar el comportamiento de un muro de forma aislada. El objetivo principal del presente trabajo es estudiar el desempeño de muros acoplados mediante losa, para obtener información sobre la importancia de esta y comparar los resultados con muros aislados respectivos, lo cual dará resultados más reales de lo que ocurre en un edificio. Para la elección de los muros a investigar, se realizó un estudio sobre los muros típicos de la práctica constructiva chilena y con el objetivo de hacer este estudio lo más cercano a la realidad, se seleccionaron tres ejes estructurales. Para simular el comportamiento de los ejes estructurales, se realizó un análisis tipo Pushover de carácter monotónico a cada eje. Con la idea de hacer este análisis lo más cercano a la realidad posible, se realizó un estudio complementario, con el objetivo de obtener un patrón de carga para el análisis Pushover que proviniera de información de edificios ya construidos en Chile. Es así como de este estudio se concluye, que para edificios que tengan sobre 15 pisos, un patrón de carga triangular invertido no es tan real, ya que comienzan a tener influencia los modos superiores de vibrar. Con los patrones obtenidos previamente se realizan los estudios los cuales permiten concluir que la losa es un elemento de acople importante, muchas veces despreciada, con la cual se llega a niveles de acople de 25%. Esto genera cambios en el comportamiento de los muros, desempeñándose de manera diferente a si estuviesen aislados. Además el acoplamiento influye de manera significativa en el largo de la rótula plástica del muro a compresión en el eje. Para finalizar el estudio, se diseña un experimento a realizar en laboratorio, para corroborar resultados. Se realiza el escalamiento y la construcción de cuatro probetas a estudiar.

Ingeniero Civil / La respuesta dinámica no lineal de un conjunto de marcos de acero es estudiada por medio de un modelo simplificado. El ajuste a un modelo parsimónico se realiza mediante un análisis estático no lineal que tome en cuenta efectos de modos superiores (en particular del segundo modo). Esto genera una mejor predicción de la respuesta para el caso de los pisos superiores (donde el efecto del segundo modo es más relevante), manteniendo la calidad para los pisos inferiores con respecto al ajuste considerando únicamente el primer modo. La eficiencia del modelo radica principalmente en su versatilidad para implementar distintas histéresis y el reducido tiempo de cálculo por sismo, siendo en promedio de 0.2 [s] para los casos tri-lineales y 0.06 [s] para la histéresis de BoucWen. Se estudia el efecto de introducir incertidumbres tanto en las excitaciones de la base (lo cual se logra mediante la generación de sismos sintéticos) como en la estructura. En general se observa que los valores medios de la respuesta son poco sensibles a la incerteza del 10% supuesta en las matrices de rigidez y masa, pero la covarianza tiende a aumentar entre un 1% y un 3% siendo más importante el efecto en pisos superiores. La generación de curvas de fragilidad permite estudiar el comportamiento de la estructura frente a un banco de sismos con la variabilidad intrínseca de los registros naturales, para niveles crecientes de demanda. Todos los modelos presentan un buen desempeño sísmico, estando casi todos por debajo del 10% de probabilidad de colapso frente a una demanda de pga de 1[g].

Geóloga / En la presente memoria se muestran los resultados de la simulación del funcionamiento de pozos geotérmicos en la zona noreste de Santiago, más precisamente en las inmediaciones de la comuna de Vitacura. La simulación utilizada para analizar si la instalación de pozos logra otorgar la demanda térmica necesaria para calefacción y refrigeración de un hotel en dicha zona. Primero se ha realizado una revisión bibliográfica para establecer los parámetros geológicos de la zona, para implementarlos en los modelos con sistema abierto de pozos en 3D usando el programa FEFLOW. Así mismo, se utiliza información bibliográfica de la posible demanda térmica respecto al sistema de calefacción y refrigeración en función de los metros cuadrados construidos. Con estos datos, se genera el modelo en 3D, y se simulan diferentes escenarios, en los cuales se varía el número de pozos ya sea de bombeo o de inyección de agua. Los resultados permitieron establecer ciertos parámetros importantes a la hora de diseñar un sistema de pozos geotérmicos y las dimensiones alcanzadas en la zona de afectación termal (TAZ). Los caudales de los pozos, sobre todo el de inyección, tienen una fuerte influencia en el tamaño y forma de la TAZ generada alrededor del pozo de bombeo. El valor del caudal calculado depende a su vez de distintos factores como la demanda térmica, la cual es función del clima en la zona de estudio y las condiciones estructurales del edificio a temperar. Otros parámetros relevantes estudiados son la distancia que hay entre los pozos de bombeo y de inyección y el flujo de aguas subterráneas. Las propiedades térmicas e hidráulicas también tendrían influencia en la forma de la TAZ, pero no son examinadas en profundidad en este trabajo. En cuanto a los resultados de los distintos casos estudiados, se puede concluir que las diferentes opciones simuladas pueden ser implementadas en la realidad. Considerando que a consecuencia del agua inyectada al acuífero se observan variaciones en la temperatura del agua bombeada, dichas variaciones no sobrepasan los 0,5°C si la temperatura del acuífero está próxima a 16°C. Una consideración importante al momento de elegir uno de los modelos simulados es la dimensión de la zona de afectación termal ya que esta puede interferir en el uso de otros posibles sistemas en los alrededores de la zona estudiada. El tiempo necesario para recuperar la inversión está entre 2 y 12 años dependiendo del sistema de calefacción con el que se compare. Además, para comparar los resultados del sistema abierto se simularon pozos con sistema cerrado. La simulación indica que un pozo de 100m puede extraer 3,75 kW. Esto equivale a la necesidad de instalar cerca de 68 pozos para suplir la demanda térmica del hotel. La falta de espacio en la zona y el alto costo de inversión de este modelo solo dejan como opción viable a realizar los escenarios propuestos con pozos de sistema abierto. / Este trabajo se enmarca dentro del Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA), proyecto FONDAP CONICYT N° 15090013