El Proyecto Nuevo Nivel Mina, es uno de los cuatro proyectos estructurales más grandes que la empresa Codelco viene realizando para aumentar su producción de cobre en los siguientes años. Este gran proyecto está conformado por varios proyectos independientes que al final se unirán y darán vida al Nuevo Nivel de la mina El Teniente. Uno de estos proyectos consiste en la construcción de diversos túneles, dentro de los cuales se encuentran el Túnel Correa 2 y el Túnel Correa 3. Se realizó un estudio sobre la construcción de estos túneles tomando como muestra uno de ellos, para analizar el proceso operativo del ciclo de minado dado por la empresa colaboradora y evitar mayores problemas en el futuro. Se comparó el proceso de construcción actual con la ofertada para determinar si se cumplían los rendimientos y plazos propuestos por la contratista y de no ser así determinar los problemas principales y sugerir mejoras. Se realizó levantamiento de la información, registrando las actividades que contenían los procesos operativos principales de la construcción de los túneles. Esta información fue obtenida con colaboración de los jefes de turno de la empresa colaboradora tomando tiempos, analizando los motivos de las demoras, calculando la cantidad de insumos que se estaban utilizando, etc. Con esta información se calculó los rendimientos reales para compararlos con los teóricos. Analizando los resultados obtenidos se determinó que los rendimientos propuestos no se cumplieron por diferentes motivos; por lo que basándonos en la información obtenida, se analizaron los principales problemas operativos y realizaron mejoras que aumentaron el rendimiento diario, entre las mejoras propuestas se encuentra el desarrollo de un óptimo diagrama de disparo basado en la teoría de Holmberg. Finalmente se determinó que a pesar de haber disminuido notablemente el atraso que se generó por las diversas pérdidas operativas, el proyecto no terminaría de ser construido para la fecha ofertada debido a diversos factores y eficiencias muy altas que se tomaron al hallar los rendimientos teóricos y por estar basados en construcciones de túneles similares pero sin pendiente.

El presente trabajo consiste en el estudio numérico del confinamiento de un campo de alta temperatura, producido por una fuente de calor intenso, por medio de cortinas de aire tipo doble jet-doble flujo (DJ-DF), emulando las condiciones de operación de la instalación experimental construida en el marco del proyecto Fondecyt 1040498. Para este efecto se utilizó el modelo de turbulencia Reynolds Stress Model (RSM). El diseño de un dispositivo de confinamiento de escalares activos mediante cortinas de aire y la simulación numérica de sus condiciones de operación con modelos turbulentos de orden superior han motivado este estudio, cuyo objetivo ulterior es proponer soluciones para la seguridad en túneles viales. La eficacia de confinamiento por barreras gaseosas abre las puertas para diseñar su aplicación tecnológica en el campo de la seguridad dentro de túneles viales, en los cuales se busca controlar el transporte de calor y los gases tóxicos producidos en caso de incendio. La atención del estudió se centró tanto en las cortinas como en el comportamiento global del dispositivo. Simulaciones isotérmicas y no-isotérmicas fueron realizadas. Se efectuó una comparación del modelo RSM con los modelos k- standard y V2F. Se realizaron simulaciones no-isotérmicas considerando diferentes condiciones de operación del dispositivo, variando los parámetros relevantes que gobiernan los fenómenos estudiados (número de Reynolds, potencia térmica). Estas comparaciones fueron complementadas con mediciones de temperatura obtenidas de la instalación experimental. Por último, se varió el dominio de cálculo de las simulaciones: se realizó una simulación tridimensional del dispositivo y se realizó una simulación bidimensional, pero disminuyendo el largo de los circuitos de recirculación. Las simulaciones permitieron caracterizar las distintas zonas de las cortinas DJ-DF. En las zonas cerca de las boquillas de salida las cortinas se comportan como doble jet, pero aguas abajo se comportan como un jet plano simple. Los términos de transferencia de calor turbulento permitieron identificar las zonas de inhibición y transferencia de calor por estos mecanismos. Se observó que las capas de mezcla y la zona de impacto favorecen de manera importante el transporte de calor turbulento. Al aumentar el número de Reynolds de las cortinas se obtuvo una disminución de la actividad turbulenta en el eje de la cortina favoreciendo así el confinamiento. Se concluye que el modelo RSM se adapta mejor que los modelos citados, justificando el aumento de los recursos computacionales por la calidad de los resultados. Las simulaciones 3D indican cambios poco significativos en el comportamiento de las cortinas con respecto a los 2D, sin embargo, se predicen temperaturas mayores en la zona confinada debido a efectos radiativos en las paredes laterales. Las cortinas son en esencia bidimensionales y los efectos 3D se limitan a la zona próxima al penacho generado por la fuente térmica. La disminución de la longitud de los circuitos de recirculación del dispositivo no afecta la habilidad de confinamiento de las cortinas, pero produce un aumento global de la temperatura en la zona confinada. Dada la dispersión de los resultados al comparar el campo térmico experimental, etapas futuras de investigación numérica deben considerar las pérdidas de calor por las paredes (no adiabaticidad). Además, si se desea simular condiciones reales de incendio dentro del dispositivo, el modelo de radiación ocupado debe considerar el efecto radiativo que produce el humo dentro del túnel, que debería afectar la temperatura y dinámica de los flujos.

Este proyecto consiste en el diseño geotécnico de 1 km de longitud del túnel del Metro de Lima Línea 2. El diseño contempla tres metodologías de excavación y sostenimiento, las cuales se analizarán y diseñarán a detalle: 1 Metodología NATM/SEM o también conocida como Nuevo Método Austriaco Modificada para túneles en suelos que comprende la excavación por métodos convencionales, dividido en una primera etapa de sostenimiento con una estructura metálica revestida de concreto proyectado y una segunda etapa de revestimiento con concreto armado; 2 Metodología Cut&Cover, la cual está diseñada para el tramo de la estación de pasajeros y comprende una serie de estructuras como muros, placas y losas de concreto armado excavados por etapas y finalmente 3 Metodología TBM, esta última es la excavación mecanizada por medio de un Hidroescudo (Tunnel Boring Machine de presión de lodos especializada para excavación en suelos) con colocación de un anillo prefabricado de dovelas de concreto armado como sostenimiento/revestimiento. Para el análisis del comportamiento del suelo con estas estructuras, se ha hecho uso del programa Plaxis 3D y 2D basándose en los datos obtenidos del Expediente de Factibilidad de la Red Básica del Metro de Lima y Callao Línea 2 realizado por PROINVERSION. Una vez completado el análisis de deformaciones y esfuerzos se culminó el proyecto detallando las estructuras finales y completando los planos.

En los últimos años, nuestro país ha desarrollado importantes proyectos de infraestructura, los cuales le han permitido abrirse paso a la modernidad. En la ciudad de Lima se está desarrollando uno de estos proyectos, que es la Línea 2 del Metro de Lima, un metro subterráneo de gran capacidad que conectará a los distritos de Ate con el Callao y reducirá significativamente el tiempo de viaje entre ambos entre ambos puntos: de dos horas y media a 45 minutos. Este análisis tiene como objetivo conocer qué tan factible es la construcción de los túneles de Metro mediante el uso de máquinas tuneladoras. Para conocer los distintos tipos de tuneladoras existentes, se hizo un estudio con el fin de establecer los criterios de selección de la máquina más adecuada para la excavación de los túneles en los suelos de Lima. Este análisis principalmente se inicia con un estudio geológico, donde se define la tipología de la máquina; mientras que las características del proyecto definen especificaciones particulares, como el tamaño de la máquina y el uso de una maquinaria auxiliar. Con ello, se ha definido que las máquinas tuneladoras con mayores ventajas para el tipo de suelo limeño son una TBM (Tunnel Boring Machine) y una EPB (Escuado de Balance de Presión de Tierras) como maquinaria auxiliar. Estas máquinas se usarán en distintos tipos de etapas, de acuerdo al estudio geológico que exige características particulares. Estas etapas que presenta el nuevo sistema de transporte son: 1-A, 1-B y 2. La etapa 1-A, tiene 5 Km y consta de 5 estaciones y la excavación de los túneles se hará por el método convencional, es decir con maquinaria pesada como retroexcavadoras y pantalladoras. Para la etapa 1-B, se usarán 2 tipos de tuneladoras: EPB y TBM, La tuneladora EPB (Earth Preasure Balance) se usa normalmente en la excavación de terrenos difíciles; la tuneladora TBM (Tunnel Boring Machine) excava túneles a sección completa y a la vez colabora en la colocación de una entibación para la sustentación del túnel si esta es necesaria, ya sea en forma provisional o definitiva. Asimismo, se analizará la estimación de un rendimiento promedio de avance que se aproxima a los 18m/día, en comparación al rendimiento de avance de un frente en NATM que alcanza un promedio estimado en 2m/día. El Nuevo Método Austriaco de construcción de túneles con la sigla en inglés NATM, es un método que permite trabajar en varios frentes, mientras que una tuneladora lo hace en un solo frente. En este proyecto de investigación se han establecido las diferencias entre el actual método NATM y el uso de una máquina tuneladora. Finalmente, se ha elaborado un análisis comparativo de ambos métodos constructivos, concluyendo que bajo las condiciones típicas de suelos y formas del Metro de Lima existen tramos pequeños para los cuales el uso de una tuneladora reduce los plazos de ejecución, pero a un mayor costo que el método NATM, mientras que para tramos largos de aproximadamente 12 km, el costo del uso de la tuneladora es menor, pero con un aumento considerable en el plazo.

Dos de los métodos más utilizados para la excavación de túneles viales y estaciones son: cut and cover (ejecución a cielo abierto) y el nuevo método austríaco (ejecución subterránea). Cada método y sus variantes tienen restricciones en su procedimiento que dependen del emplazamiento geológico. Estos aspectos impactan directamente en el costo y plazo de la ejecución de un túnel vial, más aún cuando la estratigrafía presenta perfiles de suelo blandos. El objetivo principal de esta tesis es comparar el costo directo y tiempos de ejecución para estaciones de metro subterráneas construidas con ambos métodos y emplazadas en la Provincia constitucional del Callao. Además, se identifica los puntos críticos del recorrido de la futura Línea 2 y ramal de la línea 4 del metro de Lima considerando los mapas de suelos y microzonificación sísmica. La metodología de la presente tesis plantea un análisis comparativo entre ambos métodos e incorpora modelos de estaciones ya ejecutadas en capitales como Santiago de Chile y Ciudad de México, las cuales comparten características demográficas y geológicas con Lima. Se identifica dos estaciones de interés: Av. Bocanegra y Av. Colonial las cuales están sobre un perfil Tipo III (S3 – Suelos Blandos) que incluye depósitos de suelos finos y arenas sueltas de gran espesor. Esta limitante obliga al uso de lodo bentónico para las partidas de excavación de muros Milán (cut and cover) elevando en 2 y 3 % el costo directo total. Las partidas más importantes son el movimiento de tierras y las losas wafle que juntas representan el 75% del costo total. Por otro lado, el recubrimiento doble en el caso del nuevo método austriaco, junto a las partidas de obras preliminares y movimiento de tierras en el túnel representan el 52.9% del costo directo. El análisis realizado indica que el nuevo método austríaco es 7.8% más costoso que el método Cut and Cover, al incluir los gastos generales esta diferencia se extiende hasta 12.5%. El incremento se debe al tiempo de ejecución que demanda el nuevo método austríaco que son 3 a 4 meses adicionales. A pesar de su larga duración este último tiene la ventaja de que no interrumpe las actividades en la superficie. Por otro lado, el método Cut and Cover es más eficaz en tiempos de ejecución, pero supone un costo extra (4% del costo total) para la reposición de la superficie la cual se intervino, la misma que interrumpe el flujo vehicular durante la excavación de los muros Milan. En el caso del nuevo método austríaco la incorporación de aditivos en el shotcrete permite mejorar el avance diario además de los costos. La evolución de ambos métodos de mano con la tecnología de materiales y maquinaria ha permitido a través del tiempo mejorar significativamente las velocidades de ejecución para la construcción de túneles viales urbanos.

Ingeniero Civil de Minas / El presente estudio, realizado en la mina El Soldado el año 1983, tiene por finalidad entregar información técnica y económica para una eventual explotación de aquellos cuerpos mineralizados que profundizan por debajo del Nivel de Transporte Principal de la mina (Nivel -100, cota 730 m.s.n.m.). El conjunto de estos cuerpos, que en algunos casos profundizan hasta la cota 600 m.s.n.m., se denominan Reservas Profundas. En este contexto, los objetivos principales de este estudio son: 1. Definir y cubicar las Reservas Profundas factibles de explotar. 2. Proyectar y evaluar la construcción de una infraestructura de transporte para la explotación de estas reservas. 3. Analizar el sistema de transporte de mineral a planta, determinando necesidades de equipos y costos de operación del sistema. El estudio se desarrolla considerando que el transporte de mineral a planta se hará utilizando un sistema de cargador frontal y camiones, el cual deberá operar para una producción mina de 6.600 ton/día permitiendo un ritmo de alimentación a planta de 5.500 ton/día. En él se establece una cubicación de 5,17 x 10⁶ ton de mineral factible de explotar con una ley media de 1,95% de CuT, las que serían recuperadas en un período de 2,6 años. Para explotar estas reservas se analizan dos alternativas de infraestructura de transporte. Estas son: construcción de una rampa versus construcción de un túnel. El resultado del estudio determina la conveniencia de construir esta última alternativa. El análisis del sistema de transporte para la infraestructura elegida, determina la necesidad de contar con una flota de 8 camiones de 42 ton de capacidad y 2 cargadores frontales de 5 yd³, de obteniéndose un costo de operación del sistema de US$ 0,926 ton. El estudio concluye con la realización del proyecto de construcción de un túnel de transporte, de 5,5 x 4,5 m² de sección y 2.090 m de desarrollo, para el cual se determina un tiempo de construcción de 17 meses con una inversión total de US$ 2,9 x 10⁶. Todos los valores monetarios están expresados en dólares americanos al cambio vigente en marzo de 1984 (1 US$ = 89 CLP).

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Refiere el diseño, construcción, montaje y puesta en funcionamiento de un túnel de viento de circuito abierto, con zona de prueba abierta (túnel tipo Eiffel) y fue instalado en el Laboratorio de Máquina Térmicas e Hidráulicas de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería (FIM-UNI) para el desarrollo y optimización de pequeños aerogeneradores para la electrificación de poblaciones rurales aisladas del Perú. El túnel consta básicamente de tres partes: el colector con rejilla de estabilización, la zona de prueba que es una cámara de estancamiento y el difusor. Dentro del difusor, se encuentra instalado el ventilador axial que trabaja a régimen de succión. El aire es aspirado a través del colector y la zona de prueba, hasta la entrada del difusor. Pasando el ventilador, el aire es conducido a través de un difusor y luego, es expulsado al medio ambiente. Los cálculos de diseño se realizaron empleando las ecuaciones de flujo compresible. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Se enfoca en el cálculo y selección del sistema de ventilación, así como selección de ventiladores en la etapa de perforación del túnel de aducción de la Central Hidroeléctrica Chaglla, el cual debe garantizar un suministro de aire fresco y retorno de aire viciado en cada uno de sus frentes. Se toman en cuenta las consideraciones ergonómicas, generación de gases de equipos para la renovación de aire. Se efectúa un análisis particular sobre la instalación de equipos, bajo diversas condiciones de frentes de trabajo; concluyéndose que la alternativas más óptima es un sistema de ventiladores axiales y cuatro ventanas como frentes de trabajo. / Tesis

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Calcula los parámetros hidráulicos de las bombas sumergibles utilizadas en construcción de túnel de desvío de Central Hidroeléctrica de Chaglla teniendo en cuenta los rangos de operación, condiciones de trabajo. Determina las características constructivas de las bombas sumergibles consideradas para evacuación de aguas filtradas en la construcción del túnel de desvío, tomando en cuenta las características del fluido a bombear, y propone la secuencia de instalación de bombas sumergibles conforme avance de trabajos de perforación en la construcción de túneles. / Trabajo de suficiencia profesional

Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2014 / El principal objetivo de este trabajo de título fue instalar un sistema de medición de velocidades de flujo en fluidos por anemometría láser Doppler (LDV). Esto se realizó en el marco del proyecto Fondecyt N°1085015, cuyos estudios apuntan a la caracterización de los flujos de transporte de calor y momentum a través de dispositivos de cortinas de aire doble jet-doble flujo. Parte de estos estudios se realizan en un montaje experimental, el cual simula el calor generado por un incendio en un túnel a escala, donde el objetivo de las cortinas de aire es contener el calor, generado por una fuente térmica, aislándolo de las zonas que se quiere proteger, y que deberán mantenerse a una temperatura moderada. Dentro de este montaje experimental, se instaló el dispositivo LDV junto con un sistema de medición de temperaturas por termocupla fina. La operación de estos instrumentos permitió la medición simultánea del campo de velocidad y temperatura, promedio y fluctuante, al interior del túnel donde evoluciona el doble jet-doble flujo. Para probar los instrumentos se consideraron tres casos de estudio. El primero fue un caso base de prueba, donde se obtuvieron perfiles de velocidad y temperatura de manera simultánea, lo que permitió posteriormente calcular el factor de correlación velocidad-temperatura, el cual corresponde al transporte de calor turbulento. Posteriormente, el caso dos y tres corresponde al análisis de las correlaciones velocidad-temperatura en la dirección vertical y horizontal del jet respectivamente. Se obtuvieron los valores de esta correlación en perfiles horizontales a distintas alturas del jet, encontrando que el transporte de calor turbulento aumenta considerablemente de magnitud, a medida que el jet se ensancha en los niveles inferiores más cercanos a la zona de impacto. Sin embargo, la dirección neta de este transporte de calor no pudo determinarse claramente, debido a una alta dispersión de los datos obtenidos. Se concluye que las condiciones de medición son determinantes al momento de obtener los datos de temperatura y velocidad simultáneamente. Especial cuidado debe tenerse en el sembrado de partículas y alineación de los instrumentos, para así obtener resultados concordantes con la teoría del fenómeno.