Ingeniero Civil Mecánico / Las correas transportadoras son los equipos más utilizados a nivel industrial para el transporte de material, por presentar una alta eficiencia energética, una estructura más bien simple y una buena adaptación a las trayectorias de trabajo. Para el diseño y operación de las correas transportadoras se utilizan normativas internacionales, tales como las normas CEMA y DIN 22101, las cuales muestran cierta imprecisión en los periodos de operación transiente de las correas de gran longitud, como es el caso de los arranques o paradas. Para estos casos es posible utilizar el Método de Elementos Finitos para obtener una mayor precisión en los análisis realizados. El objetivo de este trabajo consiste en implementar un modelo numérico que permita determinar y analizar las cargas transientes presentes en la correa C-01 del Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea de Codelco, orientado especialmente en las condiciones de arranque y parada. El modelo se realiza programando el Método de Elementos Finitos en el lenguaje MATLAB, utilizando tres métodos de integración numérica diferentes. Inicialmente, se simula una correa estudiada en publicaciones científicas, de la que se conocen los parámetros de funcionamiento y dimensiones, de modo de poder realizar una comparación y posterior validación del modelo implementado. Con estos datos se realiza un análisis del modelo variando el paso temporal para estudiar la convergencia de la solución y el comportamiento de los métodos de integración numérica. Se verifica que con pasos temporales menores a Δt=2,3·〖10〗^(-3) [s] el error de la solución respecto a la solución anterior es menor al 0,1%, mientras que con pasos temporales menores a Δt=0,23[s] los métodos de integración numérica presentan un error relativo promedio menor al 1% al compararse entre sí. La comparación con los resultados de la publicación científica resultó satisfactoria, dado que se pudo obtener gráficos de la velocidad, tensión y factor de seguridad de la cinta bastante similares. Luego se implementa el modelo en la correa C-01 de Codelco. Se selecciona un paso temporal de Δt=5,6·〖10〗^(-4) [s] para cumplir con el criterio antes establecido, obteniendo errores relativos bajo el 0,1% respecto a las soluciones anteriores. Para el caso del arranque de la correa, se encontró un factor de seguridad mínimo de 4,90, un 0,4% menor que lo predicho por el fabricante Takraf, donde además se encontró que la tensión total máxima se obtiene en la zona previa a la polea motriz primaria. Se pudo determinar además que mientras menor sea la duración del procedimiento de arranque, la tensión dinámica es exponencialmente mayor. Respecto a la parada de la correa, se observa que el modelo no entrega resultados satisfactorios, al contrastarse con lo obtenido por Takraf. Esto se debe principalmente a que el modelo se realizó en base a bibliografía orientada al arranque, por lo que para obtener mejores resultados es necesario adicionar otros elementos al modelo y considerar factores como el peso del material al frenar. Con todo esto, se concluye que el modelo desarrollado determina de manera precisa la carga transiente máxima presente en la cinta durante el arranque.

Ingeniero Civil / El conocimiento existente de las características de la nieve en Chile es escaso, por lo que es difícil determinar y predecir su comportamiento con exactitud. Esta representa un porcentaje importante de los recursos hídricos existentes, pero su incidencia sobre la cantidad de agua disponible no ha sido completamente determinada. Es por esto que se busca avanzar en el conocimiento de las características de la nieve chilena mediante el uso de herramientas que utilicen como datos de entrada mediciones de datos meteorológicos fácilmente recopilables, con el fin de simular la dinámica que gobierna los procesos físicos involucrados en la metamorfosis y acumulación de nieve. SNOWPACK es un modelo numérico que fue desarrollado para caracterizar la nieve con una singularidad por sobre otras herramientas: El modelo hace especial énfasis en representar de manera exhaustiva la microestructura de la nieve (forma y tamaño de granos, su distribución y características) debido a que afecta de manera significativa las propiedades macroscópicas de la cubierta nival (transferencia de calor y agua dentro de la cubierta, gradientes de temperatura, estabilidad mecánica, entre otras.). Estas propiedades afectan en los procesos de depositación, derretimiento y desplazamiento de nieve. Se utilizó el modelo para caracterizar la nieve de tres zonas de Chile: La cordillera del Norte Chico (Región de Coquimbo), la zona central (Región Metropolitana) y en la cordillera templada del centro-sur (Región del Bío Bío). En estas localidades se recopiló información meteorológica y se simularon series de tiempo de distintas propiedades del manto, siendo las más relevantes la temperatura, densidad, tipo de grano y el equivalente agua-nieve (SWE). Posteriormente, con estos resultados se estimó el contenido de frío, el cual es una medida de la energía almacenada en el manto de nieve, por lo que sus variaciones en el tiempo responden a la acción de flujos energéticos, tales como la radiación y los flujos turbulentos de calor latente y sensible entre otros efectos, los que controlan la acumulación de energía en el manto. Con los resultados de las simulaciones (temperatura, densidad y tipo de granos dentro del manto, entre otros.) se pudo caracterizar las diferencias de la nieve en los sitios de estudio, incluyendo el régimen térmico dentro del manto, formación de granos, acumulación de agua (SWE) y el desarrollo del perfil de densidades. Se obtuvo que en los mantos más someros los flujos turbulentos de energía controlan el derretimiento de nieve, como en Tascadero el año 2014, donde los flujos turbulentos corresponden a un 50.6% del balance energético, y en los mantos más profundos los flujos radiativos son más importantes, como en Tascadero el 2013 y 2015, en Valle Nevado y en Valle Hermoso el año 2015, donde los flujos radiativos corresponden al 76.9%, 66.1%, 79.9 % y 83.4 % del balance energético, respectivamente.

Ingeniero Civil de Minas / El sublevel stoping es un método de explotación subterráneo de gran importancia para la mediana minería chilena (Zablocki, 2009). Actualmente, para el diseño se usan métodos empíricos derivados del gráfico de estabilidad de Mathews et al. (1981), sin embargo, estas herramientas no incorporan la variabilidad geotécnica propia del macizo rocoso y trabajan solo con valores promedios. El presente trabajo tiene por objetivo evaluar el impacto de incluir la variabilidad de las características geotécnicas de los macizos rocosos en el diseño de caserones y desarrollar una metodología para incluir esto en el análisis de estabilidad. En primer lugar, se estudia la variabilidad de los parámetros geotécnicos involucrados en el análisis de estabilidad para luego establecer sus distribuciones típicas. Los parámetros geotécnicos estudiados incluyen: Rock Quality Designation (RQD), número por rugosidad de discontinuidad (Jr), número por cantidad de sets estructurales en el macizo (Jn), número por alteración de discontinuidades (Ja), factor A de ajuste por esfuerzos, factor B de ajuste por orientación de discontinuidades y el factor C de ajuste por gravedad. En base a este estudio se considera que los parámetros geotécnicos que presentan mayor variabilidad dentro de una misma unidad geotécnica corresponden a: RQD, Jr y factor B. Luego, se realizan simulaciones en el software @Risk para hacer un análisis de sensibilidad de cada una de las variables de interés con tal de establecer el o los parámetros más influyentes. En segundo lugar, se cuantifica el impacto de la variabilidad en el diseño. Para esto se realizan 5000 iteraciones de Monte Carlo de las cuales se logra obtener la variabilidad para el número de estabilidad y dilución lineal de sobre excavación (ELOS) del caserón estudiado. Posteriormente, se procede a modelar el caso en el software de modelamiento numérico FLAC3D v4.0 con tal de obtener una variabilidad para un criterio numérico de sobre excavación en función del esfuerzo principal menor (σ3 ). Finalmente, se plantea una guía que permite incorporar la variabilidad geotécnica en el diseño. Bajo las consideraciones utilizadas, el análisis de sensibilidad indica que las variables RQD y Jr son las más relevantes en el diseño de caserones. Sin embargo, se concluye que el Jr es la variable más crítica dado que un pequeño cambio en su valor produce variaciones más grandes en el número de estabilidad y ELOS que las producidas por el RQD. Respecto al impacto de la variabilidad geotécnica en el diseño, los resultados permiten cuantificar el peligro asociado a esta etapa en términos de probabilidades. Esta información permite generar una mayor cantidad de casos posibles al diseño de una excavación, repercutiendo en las decisiones y asegurando mejores resultados en el negocio minero. La memoria realizada presenta una nueva forma de establecer distribuciones de probabilidad a los parámetros geotécnicos, lo cual abre una nueva ventana de opciones para este tipo de estudios, ya que, generalmente, se utilizan distribuciones normales (Hoek et al., 1995). Se propone una guía para incluir la variabilidad geotécnica en el diseño de caserones, la que se recomienda utilizar bajo las mismas condiciones en las que fue establecida para que los resultados sean representativos. Lo anterior abre la posibilidad de estudiar más casos de diseño con tal de robustecer los parámetros propuestos para su utilización.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Matemáticas Aplicadas / Ingeniero Civil Matemático / El gradiente de presión a lo largo de vasos sanguíneos con estenosis es un índice clínico importante para el diagnóstico de la severidad de patologías cardiovasculares. Mientras el estándar clínico para su medida es una cateterización invasiva (medir directamente la presión introduciendo un catéter en los vasos sanguíneos), la resonancia magnética de contraste de fase ha emergido como una prometedora herramienta para permitir cuantificaciones no invasivas de la presión relativa, ligando las medidas de velocidad (resueltas con alta resolución espacial) con la presión relativa vía las ecuaciones de Navier--Stokes. El objetivo de este trabajo es resumir, proponer y comparar distintos métodos de estimación de la presión relativa a través de una estenosis. Para esto usaremos simulaciones numéricas del fluido sanguíneo. Primero resumimos los métodos actuales para estimación de presión relativa, i.e. PPE, STE y WERP. Luego de proponer algunas mejoras a estos métodos, proponemos otra familia de métodos que integran las medidas sobre un volumen de control para recuperar la presión relativa. Realizamos un estudio comparativo de los métodos existentes y de los propuestos en este trabajo usando datos sintéticos perturbados en dimensión dos. PPE consiste en resolver un problema de Poisson para la presión p, usando medidas de velocidad de flujo sanguineo u : grad p = f(u). STE le agrega un término de difusión a este problema, agregando una velocidad ficticia w a divergencia nula. Esto lleva a resolver en la práctica un problema de Stokes: -Delta w +grad p = f(u). Ambos enfoques entregan una estimación de la presión en todo el dominio. En este trabajo proponemos integrar por partes el lado derecho de STE, reduciéndo los ordenes de derivación de las medidas, reduciendo así la propagación del ruido presente en las mediciones. Llamaremos a este método STEint. Por otro lado, WERP toma un enfoque distinto, en el que solo pedimos la diferencia de presión entre dos superficies basada en un balance de energía integral. Este método solo requiere calcular integrales sobre el dominio utilizando la velocidad medida. Esto lo hace muy superior en tiempo de cálculo, sin embargo, no obtenemos una estimación de la presión en todo el dominio, sino que una estimación para la diferencia de presión media entre dos superficie. En esta tesis también introducimos un nuevo enfoque inspirado en el WERP, que llamamos IMRP: en vez de multiplicar por la velocidad e integrar para obtener un balance de energía, multiplicamos por una función test auxiliar con el objetivo de obtener la presión relativa a través de un balance integral de momento. Dos versiones serán P-IMRP y B-IMRP. En síntesis, proponemos una serie de modificaciones de los algoritmos que estiman el salto de presión que en general mejoran los métodos y se pueden resumir como: Integrar por partes para reducir el orden de derivación, disminuyendo la amplificación del ruido. Usar funciones auxiliares distintas a las medidas y libres de ruido, para reducir la varianza y el sesgo de los estimadores. Aproximar la velocidad en el tiempo t=(n+1/2)tau, donde tau es el paso de tiempo, con un esquema u^{n+1/2}=(u^{n+1}+u^{n})/2. Esto reduce la varianza de los estimadores. Concluimos que los métodos más robustos son STEint B-IMRP.

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El presente informe de investigación, es el resultado de ejecutar el proyecto de investigación que tuvo como premisa el hecho de que a pesar de tener aprobado los niveles máximos permisibles para efluentes líquidos producto de las actividades mineras y contar con mecanismos para controlar y penalizar en caso de contaminación de los recursos hídricos; estos mecanismos no disuaden a las empresas para que disminuyan su nivel de contaminación a los limites máximos establecidos. Para efectos de controlar y disminuir el nivel de carga contaminante presente en los vertimientos mineros, se diseñó un modelo matemático de tasa retributiva que busca disuadir a las empresas mineras de seguir vertiendo sus efluentes mineros con elementos contaminantes que superen los limites máximos establecidos para cada elemento o parámetro contaminante. La propuesta que se desarrolla, se basa objetivamente en diseñar un instrumento de control económico y ambiental eficiente sobre los vertimientos mineros de la gran, mediana y pequeña minería sobre los recursos hídricos superficiales, a fin de que se cumplan, no solo los límites máximos permisibles, sino también los compromisos ambientales asumidos por las empresas mineras al inicio de sus operaciones y los cumplimientos de sus Programas de Adecuación y Manejo Ambiental (PAMA). El modelo matemático propuesto en el presente trabajo de investigación, luego de ser implementado como instrumento económico por el único ente capaz de viabilizar la aplicación de este modelo de “tasa retributiva” es decir el Estado Peruano, lograra motivar a las empresas mineras a adoptar políticas que disminuyan el nivel de contaminación de sus vertimientos sobre los recursos hídricos superficiales. Teniendo en cuenta que en los últimos años se ha dado gran importancia a la conservación del medio ambiente y que cada vez con mayor fuerza se exige que toda actividad productiva tenga en cuenta el impacto de esta sobre su medio y que el “Desarrollo Sostenible” se viene consolidando como un paradigma del desarrollo de las naciones; se presenta el presente informe de investigación, que desde ya queda a su disposición. / This research report is the result of running the research project which took as its premise the fact that despite having approved the maximum permissible levels for liquid waste product of mining activities and have mechanisms to control and punish if pollution of water resources; these mechanisms do not dissuade businesses to lower their pollution level to maximum limits allowed. For purposes of control and decrease the level of contaminant loaded in mining dumps, we designed a mathematical model of a restorative rate that seeks deter mining companies to continue dumping its mining effluent with contaminants that exceed the maximum limits allowed set for each element or parameter pollutant. The developed proposal is based objectively on designing an efficient tool for economic and environmental control on mining dumps of the large, medium and small-scale mining on surface water resources, in order to meet not only the maximum permissible but also the environmental commitments made by the mining companies at the beginning of its operations and accomplishments of their PAMA. The mathematical model proposed in this research work, after being deployed as an economic tool for the only body capable of making possible the implementation of this model of "salary rate", which is the Peruvian government, succeeded in motivating the mining companies to adopt policies to decrease the pollution level of its discharges on surface water resources. Given that in recent years has given great importance to environmental conservation and with increasing force requires that all productive activity takes into account the impact of this on their environment and that the "Sustainable Development" is consolidated as a paradigm of development of nations is presented in this research report, since it is already available.

The thesis consists of three chapters: Chapter 2 investigates, in the context of a two-country model with monopolistic competition and price stickiness, the implications for macroeconomic stability and the welfare properties of three distinct kinds of monetary policy arrangements: (a)cooperative, (b) noncooperative and (c) monetary union. The cooperative first best can be achieved if domestic inflation is set equal to zero in both countries at all times. In the non cooperative equilibrium welfare is not maximized due to the presence of beggar-thy-neighbor policies with the costs of non-cooperation increasing with the degree of openness of the economy. A monetary unión is welfare-improving relative to non cooperation only for countries that have strong trading links. In chapter 3 (co-authored with Katharine Neiss), we investigate the propagation mechanism of monetary shocks in an otherwise standard sticky price model, modified to incorporate factor hoarding in the form of variable capital utilisation rates and labour effort. In contrast, to previous studies, we find that real effects of monetary shocks can be generated at relatively low degrees of nominal rigidities. Factor hoarding enriches the propagation mechanism, by flattening the marginal cost responses to monetary shocks. The assumption of labour hoarding is crucial for generating persistence, while the assumption of variable capital utihsation allows us to generate reahstic investment volatility without having to introduce capital adjustment costs. Finally, Chapter 4 investigates whether monetary pohcy in a currency area should stabilize an aggregate of inflation and output or whether it should take into account the dispersion of these variables across regions when the currency area is characterized by asymmetric shocks across regions and when participation constraints define the set of feasible policies. We find that even if the two regions are identical, asymmetric shocks might create asymmetric responses of regional variables. Participation constraints introduce a trade-oíf between eíficiency and incentives in settings with lack of a strong enforcement technology. In order to deal with incentive problems the central bank has to manipulate the future consunption paths by adopting a more expansionary policy with respect to regional productivity shocks.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-29Bitstream added on 2014-06-13T20:16:06Z : No. of bitstreams: 1 galindo_mc_me_prud.pdf: 2142331 bytes, checksum: bf065243639d8a387ebe09312e7a94cd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A incidência de casos de câncer é cada vez maior em todo mundo (ver INCA 22), motivo pelo qual torna-se importante o estudo de modelos matemáticos capazes de descrever o crescimento e desenvolvimento de tumores. Diante disso propomos o estudo, do ponto de vista da teoria qualitativa e bifurcações das equações diferenciais ordinárias, de dois modelos tridimensionais, que descrevem o crescimento de tumores de câncer. O primeiro deles trata de um caso heterogêneo, onde a população de células saudáveis compete pelos recursos disponíveis com duas populações de células tumorais: células tumorais sensíveis e células tumorais resistentes a algum tipo quimioterápico. Através do estudo da estabilidade... / The increasing incidence of cancer throughout the world becomes important the study of mathematical models able to describe the development and growth of tumors. Here, from the point of view of the qualitative theory and bifurcations of ordinary differential equations, we propose the study of two three-dimensional models describing the growth of cancer tumors. The first is a heterogeneous case, where the population of healthy cells competes for resources with two populations of tumor cells, tumor cells sensitive and resistant tumor cells, to some kind of chemotherapy. Based on the local stability study of the equilibrium points of system we show that healthy cells and resistant tumor cells may coexist, if the parameter f which represents the negative effects that tumor cells exert on the healthy cells is less than 10−5. From a biological point of view this result suggests that for values of f smaller than 10−5, the patient can effectively live with the disease until a new treatment is indicated. The second model describes the interaction among healthy cells (host), tumor cells and effector cells of the immune system. For this case we propose a bifurcation analysis varying two of the eight parameters involved. Through the linear analysis of local stability of equilibrium points, using the Routh- Hurwitz stability... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Hari Mohan Gupta / Banca: José Roberto Campanha / Banca: Elbert Einstein Nehrer Macau / Resumo: Nesse trabalho analisamos a distribuição estatística das notas dos candidatos do vestibular da UNESP (Universidade Estadual Paulista) nos anos de 1998, 1999 e 2000, levando em conta o fato do aluno ter cursado o ensino médio no período diurno ou noturno, ter cursado em escola publica ou privada e possuir renda familiar até 10 salários mínimos ou superior a 10 salários mínimos. O vestibular é dividido em três áreas: Ciências Exatas, Ciências Biológicas e Ciências Humanas. Para cada área o candidato realiza três avaliações: conhecimentos específicos, conhecimentos gerais e língua portuguesa. O enfoque desse estudo é a avaliação de conhecimentos específicos das três áreas. Comparamos as distribuições das notas dos alunos que cursaram o ensino médio no período diurno e noturno, em escola publica e privada e com renda até 10 salários mínimos e superior a 10 salários mínimos, observamos a presença da distribuição de lei de potência gradualmente truncada e da distribuição normal como observado em vários sistemas naturais complexos. Finalmente discutimos e justificamos os resultados obtidos dessas distribuições. / Abstract: We studied the statistical distribution of studentþs performance, which is measured through their marks, in university entrance examination (Vestibular) of UNESP (Universidade Estadual Paulista) with respect to (i) period of study -day vs. night period (ii) teaching conditions - private vs. public school (iii) economical conditions - high vs. low family income. We observed long ubiquitous power law tails in Physical an Biological sciences in all cases. The mean value increases with better study conditions followed by better teaching and economical conditions. In humanities, the distribution is close to normal distribution with very small tail. This indicate that these power law tail in science subjects are due to the nature of the subject itself. Further better study, teaching and economical conditions are more important for physical and biological science in comparison to humanities at this level of study. We explain these statistical distributions through Gradually Truncated Power Law Distributions. We discuss the possible reason for this peculiar behaviour. / Mestre

Orientador: Renata Zotin Gomes de Oliveira / Banca: Elaine Cristina Catapani Poletti / Banca: Wladimir Seixas / Resumo: Apresentamos nete trabalho um estudo introdutório sobre sistemas dinâmicos discretos de primeira ordem e ordem superiores, análise da estabilidade de pontos de equilíbrio e aplicações em Biologia, Epidemiologia, Matemática Financeira, dentre outros / Abstract: In this study we present an introductory study of discrete dynamical systems of first order and higher order, stability analysis of equilibrium points and applications in Biology, Epidemiology, Mathematical Finance, and others / Mestre