En este trabajo se investiga la noción de imparcialidad mutua para mediciones de grano grueso en sistemas cuánticos con variables continuas. Se muestra que mientras que el procedimiento estándar de granulación gruesa rompe la imparcialidad mutua entre variables conjugadas, dicha imparcialidad puede, en cambio, establecerse teóricamente y observarse experimental- mente con granulación gruesa periódica. Se exhiben los resultados predichos mediante un experimento óptico que implementa la difracción de Fraunhofer a través de una red de difracción periódica, encontrándose excelente acuerdo con la teoría. Nuestros resultados representan un avance importante en el desarrollo de una conexión formal entre la mecánica cuántica de variable discreta y la de variable continua. / Tesis

El control del Momento Angular Orbital (OAM por sus siglas en inglés) de la luz en sistemas óptico cuánticos puede proveernos de un grado adicional de libertad, lo cual nos puede permitir muchas aplicaciones en mecánica cuántica y tecnologías de la comunicación que tengan como eje central la óptica en su desarrollo. Luz laser con OAM, vórtices ópticos, son generalmente descritos por modos de Laguerre-Gausianos, los cuales tienen una distribución de intensidad tipo dona, con singularidades de fase en su frente de onda. En este caso particular los modos son de primer orden y la esfera de Poincaré da una conveniente representación geométrica para el subespacio expandido por esta base. Continuando la propuesta teórica hecha por B. Coutinho dos Santos et al. en 2007, en este proyecto estamos interesados en estudiar de forma experimental la dinámica de un Oscilador Paramétrico Óptico (OPO) bajo la inyección de un haz con OAM. El objetivo principal es caracterizar la conservación de OAM en los haces gemelos, nombrados "signal" y "idler" por razones históricas, provenientes del OPO inyectado, de acuerdo a una simetría no trivial en la esfera de Poincaré. Otro objetivo es el estudio teórico de la dinámica de los haces de luz gemelos, de acuerdo a parámetros experimentales reales del arreglo usado, y de ese modo mejorar la eficiencia en la creación de los fotones gemelos, lo cual permitiría el estudio experimental del entrelazamiento cuántico con este aparato. También, en la mira de este trabajo se encuentra, la medición y caracterización del "squeezing" que fue realizada en el recientemente montado OPO de la UFF. / The control of the Orbital Angular Momentum (OAM) of light in quantum optical system can provide an additional degree of freedom, that can enable many applications in quantum mechanics and optical communications. Lasers beams with OAM (optical vortices) are generally described by Laguerre-Gaussian modes, which have a doughnut intensity distribution with phase singularities in the wavefront. In the special case of first order OAM modes, the Poincaré sphere gives a convenient geometrical representation of those optical vortices. Following the theoretical proposal done by B.Coutinho dos Santos et. al in 2007, in this project we are interested in studying experimentally the dynamics of an Optical Parametric Oscillator under the injection of a seed beam with OAM. The main aim of this project is to characterize the OAM conservation in the twin beams, namely signal and idler, coming from the injected Optical Parametric Oscillator, according to the symmetry in the Poincaré sphere. We aim also at studying theoretically the dynamics of the twin beams generated, according to the real experimental parameters of the setup, to improve the twin beams creation efficiency, which will enable us to study experimentally quantum entanglement in this apparatus. Also, in the scope of this work, the measurements and characterization of squeezing was performed in the recent mounted OPO at UFF. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Analiza el comportamiento del fenómeno de cavitación, basándose en los conceptos de la mecánica de fluidos, haciendo uso de la dinámica de fluidos computacional y utilizando la herramienta de simulación ANSYS CFX, tendremos una visión mucho más amplia del fenómeno. La metodología realizada en este estudio podrá ser tomada como una referencia para posteriores trabajos de optimización y diseño en turbinas Francis o implementaciones de estas en centrales hidroeléctricas. / Tesis

Explica la metodología del diseño fluidodinámico de un álabe rotor y estator de una etapa del compresor axial. Se consideró el perfil DCA como base para el diseño tridimensional del cada álabe. Este diseño es evaluado utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés), la cual confirma la eficacia del diseño presentado. La eficiencia isoentrópica de compresión obtenida mediante simulación numérica fue de 86.20%, el cual se debe, principalmente, a la selección del tipo de perfil. Se incluye, además, la curva de desempeño de la etapa diseñada para una misma velocidad rotacional. El presente documento de tesis finaliza estableciendo las conclusiones del tema y planteando los trabajos futuros. / Tesis

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Ingeniera Civil / El desarrollo de la ingeniería geotécnica se ha basado principalmente en el análisis de los suelos saturados. Sin embargo esta situación no es única ni la más habitual al enfrentar obras de ingeniería, pues a menudo los suelos se encuentran en un estado parcialmente saturado, cuyo comportamiento no es descrito correctamente por medio de las teorías tradicionales de suelos saturados. Los suelos parcialmente saturados presentan succión, la cual corresponde a un estado de tensiones definido por la presión de agua negativa presente en los poros. Este estado de tensiones afecta las propiedades mecánicas e hidráulicas de los suelos, y se encuentra íntimamente ligado a la capacidad del suelo de absorber agua a presión atmosférica. Por ésta razón, en este trabajo de título, se busca describir la implementación, en el laboratorio de ONE Geotecnia, de un ensayo que permita medir dicho parámetro. De los ensayos existentes, se implementará el método del papel filtro el cual permite medir de forma indirecta la succión total y su componente matricial. Finalmente se realizarán mediciones a suelos residuales, los cuales se compararán con valores obtenidos de la literatura, con el objetivo de corroborar la coherencia de los datos, validando la implementación y ejecución del ensayo.

A través de la simulación numérica de la mecánica de aneurismas cerebrales, el profesor Dr. Ing. Álvaro Valencia del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, en el marco del segundo año de desarrollo del proyecto Fondecyt ’FLOW DYNAMICS AND ARTERIAL WALL INTERACTION IN REALISTIC CEREBRAL ANEURYSM MODELS’, está desarrollando una metodología de apoyo a las decisiones médicas, donde las simulaciones computacionales puedan brindar un grado mayor de certidumbre en el diagnóstico y evaluación de este tipo de patologías. Producto de este trabajo, se cuenta con una metodología consolidada para la reconstrucción de casos de aneurismas cerebrales reales y para la realización de simulaciones de mecánica de sólidos, para el estudio de aneurismas cerebrales sin tratamiento. Por otro lado, el efecto del tratamiento de un aneurisma, desde el punto de vista mecánico, es un punto aún no abordado. A grandes rasgos existen dos tipos de tratamientos de aneurismas: la cirugía convencional, y el tratamiento endovascular. ´ Este ´ultimo busca modificar la circulación de sangre en el aneurisma para evitar su ruptura. En esta memoria de título se modeló y simuló un modelo de tratamiento endovascular tipo stent, que consiste en introducir una malla trenzada de metal flexible dentro de la arteria portadora del aneurisma, y se realizó una comparación de los resultados obtenidos de la simulación con el modelo de stent con los obtenidos previo al tratamiento, en el contexto de las simulaciones de mecánica de sólidos. Se observó que el stent no tuvo efectos importantes en variables como el esfuerzo efectivo (diferencia del 1% aproximadamente entre el caso sin tratamiento y el caso con stent) en la zona del aneurisma. Los estiramientos principales aumentaron con la inclusión del stent en el saco aneurisma, sin embargo, estos se homogenizaron y disminuyeron grandes magnitudes localizadas en la zona del cuello. La rigidez extra, proporcionada por el stent a la pared arterial hizo disminuir de forma importante el desplazamiento en zonas centrales y el domo del aneurisma.

Esta memoria se motiva en la necesidad energética de los pequeños ganaderos y lecheros de la zona sur de Chile y en la débil situación de diversificación de la matriz energética del país, es por esto que se propone un Biodigestor como solución viable a esta necesidad. Un Biodigestor es un equipo que produce gas metano (CH4), a partir de la descomposición de restos orgánicos, particularmente heces animales (vacunos, porcinos, etc.). Aquí se propone el diseño en términos de ingeniería básica, de un Biodigestor adecuado para las necesidades introducidas. La metodología comienza con una serie de análisis elementales que caracterizan el usuario medio del equipo, la demanda esperada, la cinética de los procesos bio-químicos presentes, las consideraciones de geometría y espacio utilizado, para concluir con los parámetros de diseño del Biodigestor y el posterior diseño. Los recursos utilizados comprendieron un apoyo bibliográfico independiente con entidades públicas relacionadas al área económicamente involucrada como el INDAP, INE o Ministerio de Economía. Se abordó un proyecto de instalación de biodigestión anaeróbica a nivel básico, utilizando un criterio económico que permite que la inversión del proyecto sea recuperada en 3 [años] y se realizó el diseño básico del estanque de biodigestión con sus componentes principales. El resultado de esta memoria es un equipo de biodigestión anaeróbica que procesa 59 [m3/mes] de purines de Bovino y produce 4,1 [m3/H] promedio de biogás. Se contempló la incorporación de un equipo generador eléctrico que es alimentado por un caudal compatible de biogás y que permite que la energía eléctrica sea aprovechable.

El proyecto pretende diseñar y desarrollar, hasta un nivel de planos de construcción, una unidad gasificadora de biomasa para producción de energía térmica y eléctrica de 10 - 15 kW de capacidad. En Chile existe unos 99.000 hogares que carecen de facilidades para acceder a los servicios de fuentes de energía, ya sea eléctrica y/o gas combustible. La mayoría de esos hogares se encuentran ubicados en la zona sur de nuestro país, con gran acceso a los desechos de biomasa forestal y agrícola. Teniendo en cuenta estos factores se deduce que la gasificación de biomasa constituye una novedosa tecnología para solucionar las necesidades eléctricas y térmicas básicas del consumo humano. Actualmente, existe una gran diversidad de proyectos de gasificación de biomasa en el mundo, pero en su mayoría corresponden a centrales con potencias sobre 200 kW, lo que genera un gran incentivo de investigación al desarrollo comercial de unidades de baja potencia. Un atractivo importante del proceso de gasificación de biomasa en esta memoria es la generación de biochar, un carboncillo que sirve para mejorar las tierras de cultivos. Se diseñó una unidad gasificadora con innovaciones que permiten reducir el nivel de alquitranes del syngas producido. Éstas corresponden a un lecho modelo Imbert para una gasificación de tiro inverso, un sistema de inyección de aire secundario y precalentamiento el aire de gasificación. La unidad de gasificación - biochar se compone del lecho de gasificación, un enfriador de gases, un ciclón y un filtro de mangas La unidad de gasificación - biochar produce syngas suficiente para alimentar un generador de unos 10 kW aproximadamente o para ser consumido como gas combustible, agua caliente sanitaria y biochar. El trabajo especifica todas las modificaciones necesarias para implementar el gasificador – biochar en una vivienda tipo, conformada por 4 personas en una casa de 3-4 habitaciones de 100 – 120 m2 y se detallan los equipos auxiliares requeridos y las condiciones de operación y uso del equipo. La evaluación técnico – económica revela que la gasificación – biochar es altamente competitiva en la resolución de la problemática de viviendas que no tienen fácil acceso a servicios básicos de energía eléctrica y térmica, en comparación con otras alternativas existentes. Como negocio, el servicio de armado de unidades gasificadoras presenta una buena opción de inversión ya que tiene retornos monetarios interesantes y bajas barreras de entrada al mercado.

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