El principal objetivo del presente trabajo de título es evaluar, mediante simulación, la respuesta dinámica de un molino tipo SAG con motor de anillo, en distintas situaciones operacionales. La tarea fue desarrollada bajo condiciones lineales de rigidez y el método de elementos finitos, utilizando la plataforma computacional ANSYS. En particular, se buscó la caracterización de los puntos críticos del equipo, tanto en el plano estructural como dinámico, es decir, fueron definidas las combinaciones de variables mecánicas, como deformaciones, esfuerzos, rigideces, velocidades de rotación del molino, frecuencias naturales y modos normales, que en conjunto denotan potenciales anomalías operacionales o fallas, con un enfoque especial en la variación del espacio de aire presente entre el estator y el rotor del equipo. Para esto se efectuó un análisis estructural, de rigidez, modal y finalmente un análisis de colapso de entrehierro. Paralelamente fue planteada una metodología de análisis clara y reproducible, mediante un protocolo de etapas e implementaciones técnicas utilizadas. La importancia de la realización de un análisis de estas características, se funda en la reducida oferta que este tipo de estudios posee a nivel mundial y la presente situación de la industria minera nacional, en donde un número considerable de molinos SAG con motor tipo anillo, ha sufrido fallas en su operación. El principal fenómeno mecánico estudiado en este trabajo son los denominados esfuerzos radiales excéntricos, generados por la interacción magnética entre el rotor y el estator del molino. Los factores predominantes en la existencia de estos esfuerzos, son inevitables fallas de montaje del equipo y las deformaciones que este sufre en operación. Éste último factor se refiere directamente a la magnitud de la rigidez global del sistema y a la de sus componentes. Los resultados finales del trabajo mostraron una disminución del 51% de la rigidez horizontal global respecto de la vertical. Particularmente se observa una notable asimetría de la rigidez del estator e importantes deformaciones. En términos cuasi-estáticos el espacio de aire estator-rotor no alcanza variaciones alarmantes, sin embargo, incorporando los resultados obtenidos en el análisis modal, existen dos modos normales del sistema (#4 y #5) que perjudican notablemente esta dimensión, cuyas frecuencias naturales se encuentran cercanas a dos fuentes excitatorias del sistema, en condiciones nominales de operación. Se concluye que los puntos críticos del equipo están directamente relacionados con dos modos normales del sistema, los que alteran directamente el espacio de aire estator-rotor. Especial énfasis como potencial de falla se le entrega al modo #5, dada su reducida capacidad de amortiguamiento. En términos estructurales el protagonista de las mayores debilidades y asimetrías en su rigidez, es el estator. Sin pretender asegurar que estas son las causas de las fallas de los equipos en faena, se pretende acotar el problema y establecer estos focos críticos como hipótesis de estudios de mayor complejidad. En términos generales, también se concluye que la simulación es una herramienta potente, que en buen uso, entrega información valiosa en estudios ingenieriles.

La reacción en cadena de polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés) es un proceso ubicuo en laboratorios biológicos. Su uso específico que nos interesa en este trabajo es el de bio identificación de micro organismos en muestras biológicas ambientales, área conocida como metagenómica. Un PCR exitoso requiere pequeñas secuencias de nucleótidos llamadas “partidores”, las cuales deben satisfacer variadas condiciones termodinámicas y biológicas. El proceso de diseño de ellos es un tema de amplio estudio en bioinformática, pues es un proceso maduro y que necesita cada vez más contar con predicciones computacionales de su desempeño. El objetivo de esta memoria es desarrollar una herramienta de uso intensivo para el diseño de partidores de PCR en metagenómica, basándose en el trabajo previo del Laboratorio de Bioinformática y Matemática del Genoma (LBMG) de la Universidad de Chile. El sistema existente es una colección de programas, algunos de cómputo paralelo, que permiten definir un universo taxonómico, calcular partidores para dicho universo y simular su comportamiento numéricamente. Sin embargo, el sistema es de difícil operación e insuficiente extensibilidad. La metodología para este trabajo consiste de una revisión bibliográfica del estado del arte en la literatura científica y del LBMG, para posteriormente proceder a un re diseño que contemple las extensiones de interés y una re implementación del sistema acorde al re diseño. El resultado obtenido es el núcleo de la herramienta, con un diseño claro y escalable, junto con su correspondiente implementación, que tiene las mismas funcionalidades del sistema existente exceptuando la paralelización. Se obtiene además una especificación de las cualidades que se deben añadir o completar para contar con un sistema finalizado y operativo de uso intensivo. Se concluye que el trabajo realizado representa un avance importante en la sistematización del diseño de partidores para PCR sobre el cual basar trabajos futuros de extensión, aplicación a distintos dominios biológicos y como muestra de desarrollos concretos realizados íntegramente en el LBMG.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / La problemática de staffing, es decir, la contratación de personal para la atención de clientes, es cada día de mayor relevancia dentro del mundo de los negocios. Apoyar las decisiones de contratación de recursos humanos, se ha convertido en una necesidad cada vez mayor. El caso particular del staffing para atención de requerimientos en colas tales como bancos, cajas de supermercado etc., reviste gran interés por la complejidad del problema, cuya adecuada resolución provee beneficios tanto a los clientes como a la propia empresa. El presente trabajo aborda la implementación de una metodología utilizada en gestión de operaciones muy utilizada en este tipo de situaciones y que es conocida como optimización-simulación. Esta estrategia se basa en un enfoque iterativo que consiste en la resolución de un modelo matemático para obtener una solución preliminar, la cual es sometida a una prueba de simulación que introduce variaciones probabilísticas para detectar posibles puntos en las cuales los niveles de calidad deseados no se cumplan. Utilizando estos puntos vulnerables se modifica el modelo matemático para repetir nuevamente el proceso. En la primera etapa de este trabajo, se define el problema de staffing, se identifican los principales elementos que intervienen en el proceso de staffing. Los datos que permiten definir cada uno de ellos y las relaciones en que intervienen. Posteriormente se revisa el diseño y la implementación de los diversos elementos y algoritmos que componen el framework, entre ellas: la base de datos, la capa de datos, el procedimiento de simulación de colas, se define el cálculo de los indicadores de interés que se obtienen como resultado de la simulación. Luego se aborda el caso particular de Metro S.A. en la contratación de cajeros para sus estaciones y cómo se procede a implementar la solución de este problema utilizando el framework antes desarrollado. Se detallan la confección de las interfaces de usuario y su funcionamiento y los archivos de entrada y salida de la aplicación.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / Los esquemas de desconexión automáticos de carga (EDAC) por señal específica se definen como recursos generales o especiales de control de contingencias, que operan al detectar un cambio de estado predefinido en el Sistema Interconectado (SI). Estos automatismos se definen en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NT) y son de gran importancia para preservar la seguridad del SI. El presente trabajo busca contribuir en el desarrollo de estos esquemas, evaluando distintas aplicaciones en un modelo reducido del Sistema Interconectado Central (SIC). Adicionalmente, se propone una metodología para valorizar el Servicio Complementario que se provee al sistema. En esta memoria se consideran cuatro casos: EDAC por colapso de tensión, por límite térmico, por salida en cascada y por colapso en isla. Se simulan contingencias simples en todos los elementos donde son aplicables, y a partir de los estándares de recuperación dinámica, definidos en la NT, se procede a determinar los puntos críticos del modelo reducido del SIC, a los cuales se aplica una evaluación técnico-económica para determinar la conveniencia de implementar un EDAC por señal específica. Desde el punto de vista económico, se busca establecer si la operación del SI con uno de estos esquemas minimiza los costos de operar la red con un criterio N-1, el cual se refiere a una metodología de planificación y operación del SI, donde la ocurrencia de una contingencia simple no afecta a las restantes instalaciones del mismo. Los resultados obtenidos muestran que los EDAC por señal específica son un complemento válido al criterio N-1, ya que permiten utilizar el sistema de transmisión por sobre la limitación técnica establecida, lo que hace posible aumentar las transferencias hasta las cercanías del límite por colapso de tensión o el límite térmico. Por otro lado, estos automatismos permiten operar líneas de transmisión con elevados niveles de carga en sectores caracterizados por tener una topología enmallada, ya que evitan una salida en cascada al presentarse una contingencia simple en este lugar del SIC. Por consiguiente, centrales ubicadas en lugares remotos, y con menores costos variables, pueden aumentar sus inyecciones al SI, disminuyendo el costo de operación sistémico, con lo cual el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC) cumple con el mandato legal de operar el sistema con una confiabilidad prefijada y a mínimo costo. Finalmente se evalúa numéricamente la propuesta de valorización para los distintos escenarios desarrollados. Se consideran las siguientes componentes de la valorización: la anualidad por inversión, el costo de falla, el valor de restablecer los consumos desconectados, reducción en las pérdidas del sistema y los costos de operación y mantenimiento. Se concluye que el valor del Servicio Complementario está fuertemente influenciado por la topología del sector, ya que las componentes fundamentales son la anualidad por inversión, costo de falla y valor de la energía no suministrada luego de que el sistema restablece el máximo de clientes posibles. Como trabajo futuro, se propone la implementación de múltiples escenarios utilizando el método de Monte Carlo, con lo cual se puede realizar una valorización más precisa de los EDAC por señal específica.

No description available.

No description available.

Ingeniera Civil Mecánica / La actividad minera en Chile crece cada año, aumentando cada vez más su consumo energético, producto de lo cual las empresas de este rubro han mantenido un interés creciente por proyectos de generación y recuperación de energía para el abastecimiento de sus requerimientos en sus procesos reproductivos. Algunas de las compañías mineras han implementado como medida el transporte del material extraído como pulpa a través de concentraductos, que van desde el interior de la mina hacia la planta de secado. Un ejemplo de esto es la Minera Doña Inés de Collahuasi, que dada su ubicación geográfica existe un diferencia de altura entre la planta de producción y el puerto (4270 metros), con pendientes que hacen viable técnicamente este tipo tecnologías desde el punto de vista técnico. Existe un gran interés por determinar el recurso energético disponible generado por las pendientes de los concentraductos de pulpa, debido a las grandes diferencias de altura existentes en la mayoría de los proyectos de la gran Minería . En tal sentido, la División El Teniente (DET), desde el año 2009 ha estado realizando ensayos de prueba para generación eléctrica de a través de pulpa de relaves, por lo que DET se transforma así en la primera planta piloto de generación eléctrica bajo esta modalidad de tecnología pretendiendo así llegar a un nivel de generación del orden de los 12 MW. El objetivo principal de este Trabajo de Título es estudiar la variación de energía disponible en tramos rectos de concentraductos para poder ser utilizada en generación eléctrica, para poder llevar a cabo esto, se trabajó con el software ANSYS. Como metodología de trabajo primero se diseñó una tubería como volumen finito, para continuar así con las simulaciones realizadas con el programa ANSYS-CFX, siendo éste una aplicación especial del software para flujos bifásicos, en donde se determinó la pérdida de energía mecánica en concentraductos para diferentes condiciones de operación (velocidad, viscosidad) y parámetros de diseño (diámetro, largo, pendiente). A partir de los datos obtenidos, se construye un modelo matemático que correlaciona la caída de presión de las simulaciones con las condiciones de operación y parámetros de diseño real de un análisis utilizando el concepto de ajuste de curva "Curve Fitting", usando el programa Mathematica 8. Se concluye que la pérdida de presión cae principalmente debido al aumento del largo de la tubería o su pendiente (parámetros), y un aumento en la velocidad de la pulpa o viscosidad ya que provocan una mayor fricción, por un parte entre las mismas partículas que colisionan entre si y por otra, en el contacto de ellas con la tubería, originando así mayores pérdidas de presión.

Ingeniero Civil / En todo proyecto de ingeniería, el proceso de cómo va evolucionando el trabajo condiciona en parte el éxito del proyecto. A lo largo de los años, la complejidad de los proyectos ha ido en aumento y por lo tanto la cantidad de personas participantes para poder desarrollarlos también ha crecido, fomentado, entre otras razones, por la tecnología existente para poder llevarlos a cabo. Durante el desarrollo del proyecto, la etapa de diseño tiene una mayor relevancia, ya que en ella se produce el mayor intercambio de ideas y modificaciones que condicionan la futura construcción del mismo. Gracias a la tecnología BIM, se puede tener un mejor control del proyecto completo en cada una de sus etapas, teniendo un buen acceso y manejo de la cantidad de información necesaria al nivel que se desee. Se trabaja en base a un modelo virtual con la información del proyecto de cada especialidad, logrando mejorar la manera en que se diseña. En este trabajo de título se proyecta una metodología adecuada para implementar BIM en una empresa de ingeniería de proyectos industriales que comprenda la integración de múltiples disciplinas, con el fin de crear el proyecto en base a un modelo virtual que lo represente y por lo tanto logrando mejorar la coordinación y comunicación de las distintas especialidades que participan, generando de esta manera un flujo de trabajo colaborativo del diseño del proyecto. Para lograrlo se realizó un estudio de documentación existente de diferentes entidades especializadas en esta tecnología, y en forma paralela se documentó el trabajo de una empresa especializada en el rubro especificado. Además, se evidenció el modo de implementación que ha habido en distintos casos nacionales y en diferentes rubros, con tal de identificar tanto buenas prácticas como similitud de errores entre ellos. Con esta información, se realizó una modificación el proceso actual acorde a la implementación y forma de trabajo en base a plataformas BIM, obteniéndose una metodología de trabajo para elaborar modelos en proyectos industriales, enfocado al trabajo conjunto y coordinación durante la etapa de diseño.

Ingeniero Civil Electricista / El intenso desarrollo a nivel mundial de tecnologías alternativas para la generación en los sistemas eléctricos de potencia impone distintos desafíos a sus operadores y/o planificadores. En particular, aquellas tecnologías que hacen uso de recursos intermitentes (como la energía eólica o la solar), y la tendencia a la baja de los costos de inversión de las mismas, hace necesaria una evaluación del impacto técnico y económico que puede provocar una creciente penetración de dichas fuentes energéticas. Al respecto, hoy en día se trabaja fuertemente en desarrollar herramientas, tanto de largo plazo (planificación) como de corto plazo (predespacho), que permitan ir integrando los fenómenos que induce la variabilidad de algunas fuentes renovables. La metodología desarrollada en este trabajo de investigación busca ahondar en la mejora de herramientas existentes para la planificación de los sistemas eléctricos con generación eólica, proponiendo una restricción de flexibilidad, que pretende abordar los fenómenos de corto plazo que normalmente (por limitaciones computacionales) no son considerados. Se presenta una revisión bibliográfica que incluye las diversas metodologías de planificación centralizada de la expansión. Asimismo, se clasifican los tipos reserva que implementan distintos operadores de sistemas eléctricos a nivel mundial, en particular aquellas resultantes de la integración de recursos intermitentes, junto con su relación con los modelos de predespacho para la operación de corto plazo. El análisis presentado permite evidenciar las deficiencias existentes en las herramientas de planificación de la expansión, en términos de la información que se pierde al realizar simplificaciones que conllevan no considerar algunas restricciones de corto plazo (predespacho) y el impacto que esto puede tener en los resultados de la matriz energética proyectada comparada con el desarrollo real del sistema. Con el fin de superar estas deficiencias, se propone incorporar una restricción de flexibilidad al problema de planificación. El modelo propuesto es integrado a un software existente de planificación, donde se realizan validaciones y estudios de distintos escenarios. Los resultados confirman que la integración de la restricción propuesta, permite alcanzar soluciones de expansión cercanas, errores menores al 6% en la potencia instalada, a aquellas resultantes de resolver el problema completo. Este porcentaje se compara con diferencias de hasta un 50% mostradas por los esquemas tradicionales. Asimismo, los tiempos de cómputo muestran reducciones de hasta un 57% respecto de resolver el problema completo. El trabajo futuro se concentra en mejorar el esquema de convergencia de las aproximaciones a la restricción de flexibilidad y extender el análisis a otros elementos de inflexibilidad del sistema (mínimos técnicos, energía solar, etc.).

Ingeniera Civil en Computación / El Centro de Estudios Isla de Pascua y Oceanía, dependiente del Departamento de Antropología en la Facultad de Ciencias Sociales, se dedica a realizar proyectos relacionados con el patrimonio arqueológico de la Isla de Pascua. Uno de estos proyectos corresponde al proyecto Estatuaria de la Isla de Pascua, el cual, ha recopilado información significativa referente a los Moai y los atributos de estos tales como largo total, largo cabeza, material y localización. De acuerdo a la información recolectada, se ha determinado que existe una tipología de la estatuaria de la Isla de Pascua definida a partir de un conjunto de atributos. Debido a la enorme cantidad de información que existe actualmente y a que los investigadores responsables del proyecto no cuentan con herramientas apropiadas ni poseen la especialización necesaria, no ha habido un avance significativo en un análisis estilístico más detallado de los Moai, de los patrones recurrentes de diseño, proporciones, medidas, ni se ha abordado a la fecha la visualización y/o modelamiento de la data recopilada con respecto a estos. El objetivo de la memoria es desarrollar una herramienta que permita un análisis más riguroso de la información disponible por medio de la visualización científica de datos, la computación gráfica y de algoritmos apropiados para extraer información valiosa. Para cumplir el objetivo de la memoria, primero se realizó una toma de requerimientos y se describieron los casos de uso del sistema. Luego se desarrollaron prototipos basados en los casos de uso lo que involucró la investigación de variadas tecnologías. Posteriormente se creó una base de datos que contiene datos ficticios y una base de datos que contiene un subconjunto de Moai. Finalmente, se diseñó la arquitectura del sistema basándose en los prototipos creados, se implementó la administración de las bases de datos, la búsqueda entre intervalos de atributos, la búsqueda basada en la relación de dos atributos, la clasificación de Moai según su tipo, mapas interactivos con distintos modos de visualización y el modelamiento en 3D de un Moai. La validación de la herramienta se realizó evaluando su funcionalidad sobre los datos ficticios y para ver si efectivamente la herramienta visualizaba de forma correcta la información del catastro. El resultado final es una herramienta de escritorio gráfica e interactiva que permite difundir y analizar el registro arqueológico que se tiene hasta ahora de los Moai ya sea para fines educativos o de investigación.