Ingeniero Civil / La significativa reducción de la inversión en proyectos mineros producto de la desaceleración económica del país, ha generado la necesidad de optimizar los procesos internos en las empresas del rubro, cuya finalidad es la de reducir costos en sus proyectos futuros, tales como: costos operacionales y costos de valor de inversión. Una de las inversiones relevantes en todo proyecto minero corresponde a los túneles de recuperación, ubicados debajo de grandes pilas de acopio, cuya función es extraer el material de estas, gradualmente, para enviarlo hacia el exterior. Debido a las solicitaciones a las cuales, usualmente, se encuentra sometido y al tipo de geometría que tradicionalmente poseen, las dimensiones y cantidad de materiales resultan generalmente elevados afectando no solo los costos directos, sino también sus tiempos constructivos. El presente trabajo tiene como objetivo analizar dos propuestas de túneles de recuperación, uno con forma rectangular y otra de arco, desde el punto de vista técnico y económico. Para el desarrollo de estas propuestas se realizará un estudio acabado de las cargas a las cuales se verá afecto el túnel durante su vida útil. Definidas estas, se procederá a realizar un análisis estructural por medio de dos programas diferentes de elementos finitos para ambas formas propuestas con la intención de comparar resultados. Además, se realizará un estudio acerca de los métodos de diseño sísmico para este tipo de estructuras basado en lo que se utiliza en la industria chilena. Por último, se diseñarán y luego analizarán comparativamente 2 propuestas de túneles de recuperación, una rectangular y otra de acto, desde el punto de vista de la factibilidad técnica y económica. Con esto se persigue desarrollar un estudio acabado para estructuras enterradas debajo de una pila, la que tendrá como consecuencia la generación de dos propuestas de túneles de recuperación que puedan utilizarse como referencia para cualquier proyecto futuro de minería que los requiera.

Ingeniera Civil / Este trabajo estudia el plan de monitoreo geotécnico y estructural implementado durante la construcción de dos piques circulares de la Línea 3 del Metro de Santiago. El plan de monitoreo utiliza instrumentos tales como celdas de presión, strain meters, prismas de medición de convergencia y teodolitos ópticos electrónicos de alta precisión, con los que se obtienen registros de presiones del suelo sobre el manto del pique, tensiones en el hormigón y deformaciones al interior del pique, respectivamente. Los piques están localizados en distintos suelos. El pique El Cortijo está emplazado en la comuna de Conchalí en suelo fino, posee un diámetro de 15 m y una profundidad final de 33 m. El pique Plaza Chacabuco se ubica en la comuna de Independencia en suelo grueso, posee un diámetro de 25 m y una profundidad final de 28,3 m. En la interpretación de las lecturas obtenidas se observan, para algunos casos, resultados distintos a los esperados teóricamente según proyecto. La relación que habría entre las lecturas y las actividades constructivas desarrolladas durante el monitoreo son esenciales para lograr dar una interpretación adecuada a la evolución de las tensiones y deformaciones. De éste trabajo se obtienen lecciones respecto a la implementación de un proyecto de instrumentación, el plan de monitoreo, la interpretación de las lecturas obtenidas y el valor de éste para lograr obras más seguras y diseños más eficientes.

El presente documento, se enmarca en el proyecto FONDECYT No1085015 y corresponde a un estudio numérico que propone a las cortinas de aire de Doble Jet-Doble Flujo (DJ-DF) planas y verticales, como elementos que provoquen el confinamiento celular de la mayor parte del calor producido por una fuente calórica al interior de un túnel. La modelación se realizó en base a la instalación experimental completa del Laboratorio de Estudios en Fluidodinámica (LEF), del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, que contiene una fuente térmica localizada de calor y dos cortinas de DJ-DF entre las cuales se busca confinar el calor. Las simulaciones numéricas fueron realizadas en base a un modelo computacional de fluidodinámica (CFD) en código Fire Dynamics Simulator (FDS), con tratamiento de la turbulencia mediante Large Eddy Simulation (LES), en el Centro de Modelación Matemática (CMM) de la Universidad de Chile, específicamente en el Cluster Levque, el cual permitió que dichas simulaciones se llevaran a cabo en procesadores múltiples. Con la finalidad de validar el modelo numérico, los casos simulados se definieron en base a los estudiados experimentalmente por Cecchi [7], variando la velocidad de cada uno de los jets que componen el DJ-DF y la potencia de la fuente calórica; más aún se compararon los perfiles obtenidos experimentalmente y numéricamente, de velocidad y temperatura en torno al DJ-DF más cercano a la fuente térmica (en distintos niveles horizontales), obteniendo resultados satisfactorios en términos de orden de magnitud y forma de los perfiles para dos de los tres casos de estudio. En relación a las características confinatorias del DJ-DF, se construyeron en torno al mismo: los campos de velocidad y temperatura, además de los perfiles de intensidad de turbulencia térmica y de transporte turbulento de cantidad de movimiento y calor. Para los tres casos de estudio se concluye que el confinamiento es efectivo exceptuando la zona de impacto, en donde se identificaron fugas de calor y masa mediante mecanismos turbulentos. También se estudié la formación de estructuras rotacionales en las capas de mezcla del lado frío y caliente y su relación (o implicancia) en la capacidad confinatoria del DJ-DF. En base a lo anterior, se concluye que el confinamiento de calor de la cortina es más efectivo en el caso de la configuración DJ-DF con el jet rápido correspondiente al lado frío o de aire fresco. Para un trabajo futuro, se sugiere continuar con el estudio del fenómeno incluyendo la combustión real, para así determinar la concentración de humo o productos de la combustión, como otra característica indicativa del confinamiento de calor por parte de la cortina.

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

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / En el presente trabajo de título, se realiza un estudio preliminar y de prefactibilidad económica de un nuevo túnel vehicular en el sector de Lo Prado, Ruta 68. Este trabajo, es realizado para la División de Construcción de la Dirección General de Concesiones de Obras Públicas, del Ministerio de Obras Públicas (MOP). El presente trabajo de título tiene como objetivo principal determinar la prefactibilidad de realizar un tercer túnel vehicular en el sector de Lo Prado, Ruta 68, denominado Túnel Lo Prado N°3. Con este propósito, se propone un trazado referencial asociado a un corredor donde se recomienda ubicar la nueva obra. Con estos elementos se analiza un diseño geomecánico, con el cual se realiza una estimación de costos y tiempo de construcción para la obra. La principal fuente de datos del diseño geomecánico ha sido el diseño e informe de construcción del Túnel Lo Prado N°2, el cual, junto a la documentación del Túnel Lo Prado N°1, constituyen una importante información base del macizo rocoso correspondiente al complejo de túneles Lo Prado. Por otra parte, en base a una proyección del flujo de la autopista, obtenida de los datos del peaje Lo Prado, se realiza una estimación del beneficio social de la construcción de este túnel, ponderando la disminución en la demora de viaje en el sistema nuevo de túneles con el valor social del tiempo. Finalmente, se realiza una Evaluación Social del Proyecto, a nivel de estudio preliminar, con el objetivo de analizar la prefactibilidad económica del proyecto Túnel Lo Prado N°3 bajo diferentes escenarios posibles propuestos, dada la complejidad de un proyecto público de estas características.

El tema que se presenta en esta tesis consiste en determinar de qué manera se puede mejorar la gestión del proyecto “Construcción del túnel de integración Esperanza de la mina Marcapunta”, ubicado en el distrito de Tinyahuarco, provincia de Pasco, según la metodología de gestión del valor ganado. El propósito de la construcción del túnel es comunicar las zonas de Marcapunta Norte con la de Marcapunta Sur, esta comunicación tendría como objetivo mejorar los siguientes aspectos: transporte, ventilación, acceso, servicios, entre otros; así como la de explorar el área intermedia entre Marca Punta Sur y Marca Punta Norte, puesto que existen evidencias que señalan la persistencia de la mineralización entre ambas áreas, con lo cual se podrían incrementar los recursos minerales. Los aspectos por analizar están basados en la determinación de los costos, cronograma y alcance incurridos al momento de su ejecución, esto mediante el cálculo de los indicadores, variaciones e índices que permiten determinar un juicio de valor, dado el desempeño del proyecto. Asimismo, se busca establecer las acciones correctivas y preventivas en este proyecto que pudieron ser tomadas y a su vez prever acciones a futuro para proyectos mineros a gestionarse. Como objetivo general se determina de qué manera la metodología de Gestión del Valor Ganado contribuye a la gestión del proyecto minero “Construcción del túnel de integración Esperanza”. Para lo cual se persiguieron los objetivos específicos de diagnosticar el planeamiento del proyecto, diagnosticar la ejecución del proyecto, y de evaluar de qué manera la metodología de Gestión del Valor Ganado ayuda a mejorar la gestión en la etapa de planeamiento y en la etapa de ejecución del proyecto Túnel de integración Esperanza.

Investigación orientada a comprobar el uso adecuado de las herramientas de gestión y determinar los factores relacionados en el uso adecuado de las herramientas de gestión en el control de riesgos laborales en el proceso constructivo del túnel Néstor Gambetta. Con este propósito se formula un estudio de tipo aplicativo, con enfoque cuantitativo y cualitativo, investigación documental, descriptiva comparativa de tipo transversal y con la aplicación de las técnicas estadísticas son obtenidos los resultados. La muestra consiste en 1045 Análisis de Seguridad en el Trabajo (AST), 1200 Permiso para Trabajo de Alto Riesgo (PTAR) y 1200 Check List. / Tesis

[EN] Disasters such as the fires in the Tauern tunnel (2000), St. Gotthard tunnel (2001) and Wuxi Lihu (2010) show the importance and the necessity of monitoring structures vulnerable to fire. Through this strategy, the assessment of fire damaged structures would be possible and if necessary, the demolition operation would be guided. In those cases is vital to detect the fire in an early stage and to have available the temperature profile history, which means the exposition time and maximum temperatures as a function of time, in order to be able to evaluate the structural damage and reduce the time that the tunnel is closed and the economic losses associated with this time. The success of a monitoring strategy depends mainly of two aspects. On one hand, it is vital to have sensors systems that are able to resist the harsh conditions that are presents in a fire and at the same time they should be reliable, easy to install and cheap. On the other hand, it is necessary to develop monitoring strategies to design sensors network, data management and to facilitate the decision making process. Within this general context, this PhD. Thesis: 1. Develop fiber optic sensors to measure high temperatures on structures vulnerable to fire. The behavior and properties of the sensors are evaluated through experimental test, using both electrical and fire test furnaces. 2. Establishment of monitoring guidelines for tunnel under fire loads to design a sensor network including the number, type and positions of sensors to install. The development of the sensors has a strong experimental component, in which the different packaging and the properties of the resulting sensors are studied. The behavior of the sensors under harsh environments and under high temperatures are tested on fire test where the sensors were subjected to direct flames and temperature increments of the order of 200oC/min, similar to those in a real fire. Instead, the development of the monitoring guidelines is based on the results obtained from computational fluid dynamics models in which the temperatures reached along the tunnel in several fire scenarios are calculated. Furthermore, the development of the monitoring guidelines makes use of statistics and comparison techniques to define the optimal solutions of multi objective sensor network design problem. / [ES] Acontecimientos como los incendios en los túneles de Tauern (2000), San Gotardo (2001) y Wuxi Lihu (2010) ponen de manifiesto la gran importancia y necesidad de monitorizar las estructuras vulnerables al fuego para poder evaluar su seguridad estructural, el daño generado, las zonas afectadas y, llegado el caso, proceder a su demolición de forma segura. En estos casos es vital poder detectar el fuego en forma temprana y conocer la historia de temperaturas, es decir el tiempo de exposición y las temperaturas máximas alcanzadas en función del tiempo para poder evaluar el estado de la estructura y el daño alcanzado; con el fin de reducir los tiempos en los que la estructura este fuera de servicio y las pérdidas que esto suele contraer. El éxito de la monitorización de estructuras sometidas a fuego depende fundamentalmente de dos aspectos. Por un lado es fundamental contar con sistemas de sensores que sean capaces de resistir las condiciones severas que se generan en un incendio, que a su vez sean fiables, fáciles de instalar y económicos. Por otro lado, es necesario contar con pautas de monitorización de estructuras vulnerables a la acción del fuego, que guíen el diseño de la red de sensores, que indiquen los métodos más adecuados para el procesado de los datos medidos y que faciliten la toma de decisiones en caso de incendio. En este contexto general, esta Tesis Doctoral: 1) Desarrolla sensores de fibra óptica para la medida de temperaturas en estructuras sometidas a altas temperaturas. Las propiedades y el comportamiento de estos sensores son evaluados en ensayos experimentales, empleando hornos eléctricos de altas temperaturas y hornos de ensayos de fuego. 2) Establece unas pautas de monitorización en túneles frente a la acción del fuego que guían sobre el tipo de sensores a emplear, cómo, dónde y en qué cantidad deben colocarse. El desarrollo de los sensores tiene una fuerte componente experimental, en la cual se evalúan distintos encapsulados y las propiedades resultantes de los sensores formados por los distintos encapsulados. El comportamiento de los sensores a ambientes adversos y altas temperaturas es evaluado en ensayos de fuego que exponen a los sensores a llama directa y a gradientes de temperaturas del orden de los 200°C/min similares a los de incendios reales. Por su parte el desarrollo de las pautas de monitorización está basado en los resultados que se obtienen con modelos de mecánicas de los fluidos computacional en los que se estudian las temperaturas alcanzadas a lo largo del túnel en diferentes condiciones de incendios. A su vez el desarrollo de las pautas de monitorización requiere el empleo de herramientas estadísticas y de comparación de soluciones que han sido empleadas para determinar las configuraciones óptimas de colocación de sensores para problemas multiobjetivo. / [CAT] Esdeveniments com els incendis als túnels de Tauern (2000), Sant Gotard (2001) IWuxi Lihu (2010) posen de manifest la gran importància I necessitate de monitoritzar les estructures vulnerables al foc per a poder avaluar la seua seguretat, el dany generat, les zones afectades i, arribat el cas, procedir a la seua demolició de forma segura. En aquestos casos és vital poder detectar el foc de forma primerenca i conéixer la historia de temperaturas, és a dir, el temps d'exposició i les temperaturas màximes aconseguides en funció del temps per a poder avaluar l'estat de l'estructura i el dany aconseguit; a fi de reduir els temps en què l'estructura estiga fora de servici i les pèrdues que açò sol contraure. L'èxit de la monitorització d'estructures sotmeses a foc depén fonamentalment de dos aspectos. Per un costat és fonamental comptar amb sistemes de sensors que siguen capaços de resistir les condicions severes que es generen en un incendi, i al mateix temps siguen fiables, fàcils d'instal lar i econòmics. D'altra banda, és necessari comptar amb pautes de monitorització d'estructures vulnerables a lácció del foc, que guien el disseny de la xarxa de sensors, que indiquen els mètodes més adequats per al processat de les dades i que faciliten la presa de decicions en cas d'incendi. En aquest context general, la present Tesi Doctoral: 1. Desenrotlla sensors de fibra òptica per a la mesura de temperaturas en estructures sotmeses a elevades temperaturas. Les propietats i el comportament d'estos sensors son avaluats en assajos experimentals, emprant forns elèctrics d'elevades temperaturas i forns d'assajos de foc. 2. Establix unes pautes de monitorització en túnels enfront de l'acció del foc que guien sobre els tipus de sensors a emprar, com, on i en quina quantitat han de col locar-se. El desenrotllament dels sensors té una forta component experimental, en la qual s'avaluen distints encapsulats i les propietats resultants dels sensors formats pels distints encapsulats. El comportament dels sensors davant ambient adversos i altres temperaturas es avaluat en assajos de foc que exposen als sensors a flama directa i a gradients de temperaturas de l'ordre dels 200oC/min semblants als díncendis reals. Per la seua banda, el desenrotllament de les pautes de monitorització està basat en els resultats que s'obtenen amb models de mecániques dels fluids computacional on s'estudies les temperaturas aconseguides al llarg del túnel en diferents condicions d'incendis. Al mateix temps, el desenrotllament de les pautes de monitorització requerix l'ocupació de ferramentes estadístiques i de comparació de solucions òptimes en problemes multiobjectius. / Rinaudo, P. (2015). Estudio del encapsulado de sensores de fibra óptica para la medida de muy altas temperaturas y de pautas para su aplicación en la monitorización de túneles sometidos a fuego [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54124 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Esta investigación se centra en la caliza de Prada, una formación del Cretácico inferior ubicada en la zona sur pirenaica de Cataluña (España). Se tomaron muestras de roca de sondeos perforados durante la etapa de diseño del túnel de Tres Ponts. El trabajo aquí presentado explora diferentes aspectos relacionados con el comportamiento térmi-co de la caliza de Prada y las consecuencias derivadas en el túnel de Tres Ponts. En primer lugar, este trabajo describe la variación en las propiedades texturales, físicas y mecánicas de la caliza de Prada después de ser sometida a temperaturas de entre 105 y 600 ºC, y luego enfriada a un ritmo lento o mediante templado, y determina las tem-peraturas clave y los métodos de enfriamiento que afectan más la estabilidad en caso de incendio en el túnel de Tres Ponts. En segundo lugar, esta investigación se centra en las causas y mecanismos implicados en el comportamiento explosivo y la liberación de gas sulfuroso observado en una fracción gris oscuro de muestras de caliza de Prada. Las implicaciones de tales muestras de color gris oscuro son críticas en infraestructuras subterráneas y en minería, ya que el potencial explosivo de esas muestras conlleva el riesgo de fracturación masiva y de disminución brusca en la resistencia. Además, el gas sulfuroso liberado tiene efectos nocivos sobre la salud de las personas y el poten-cial de formar compuestos ácidos que corroen los materiales, acortando su durabilidad y aumentando los costes de mantenimiento. Posteriormente, este trabajo determina si el tratamiento térmico sobre la caliza de Prada tiene un efecto significativo en facilitar su perforabilidad. Comprender la variación en el rendimiento de perforación de la caliza de Prada tratada térmicamente ayudaría a mejorar la eficiencia de los medios mecánicos de excavación. Finalmente, se proponen algunas correlaciones para deter-minar indirectamente las características de resistencia, deformación y perforabilidad de la caliza de Prada tras ser tratada térmicamente, a partir de pruebas simples, rápidas y no destructivas. / [CA] Aquesta investigació es centra en la calcària de Prada, una formació del Cretaci inferior situada a la zona sud pirinenca de Catalunya (Espanya). Es van prendre mostres de roca de sondejos perforats durant l'etapa de disseny del túnel de Tres Ponts. El treball aquí presentat explora diferents aspectes relacionats amb el comportament tèrmic de la calcària de Prada i les conseqüències derivades al túnel de Tres Ponts. En primer lloc, aquest treball descriu la variació en les propietats texturals, físiques i mecàniques de la calcària de Prada després de ser tractada a temperatures d'entre 105 i 600 ºC, i després refredada a un ritme lent o ràpid, i determina les temperatures clau i els mètodes de refredament que afecten més l'estabilitat en cas d'incendi al túnel de Tres Ponts. En segon lloc, aquesta investigació es centra en les causes i mecanismes implicats en el comportament explosiu i l'alliberament de gas sulfurós observat en una fracció gris fosc de mostres de calcària de Prada. Les implicacions de tals mostres de color gris fosc són crítiques en infraestructures subterrànies i en mineria, ja que el potencial explosiu d'aquestes mostres comporta el risc de fracturació massiva i de disminució brusca en la resistència. A més, el gas sulfurós alliberat té efectes nocius sobre la salut de les persones i el potencial de formar compostos àcids que corroeixen els materials, retallant la seua durabilitat i augmentant els costos de manteniment. Posteriorment, aquest treball determina si el tractament tèrmic sobre la calcària de Prada té un efecte significatiu en facilitar la seua perforabilitat. Comprendre la variació en el rendiment de perforació de la calcària de Prada tractada tèrmicament ajudaria a millorar l'eficièn-cia dels mitjans mecànics d'excavació. Finalment, es proposen algunes correlacions per determinar indirectament les característiques de resistència, deformació i perforabilitat de la calcària de Prada després de ser tractada tèrmicament, a partir de proves simples, ràpides i no destructives. / [EN] This research is focused on Prada limestone, a lower Cretaceous formation located in the Catalan south Pyrenean zone (Spain). Rock samples were taken from boreholes drilled during the design stage of the Tres Ponts Tunnel. The work presented here explores different aspects related to the thermal behaviour of Prada limestone and the derived consequences on the Tres Ponts Tunnel. Firstly, this work reports the variation in the textural, physical, and mechanical properties of Prada limestone after being heated at temperatures of between 105 and 600 ºC and then cooled at a slow rate or by quenching and determines key temperatures and cooling methods that would most affect stability in case of a fire in the Tres Ponts Tunnel. Secondly, this research fo-cuses on the causes and mechanisms involved in the explosive behaviour and release of sulphurous gas observed on a dark grey fraction of samples from Prada limestone. Implications of such dark grey samples are critical in underground infrastructure and mining engineering works, as the explosive potential of that sample represents risk of mass fracturing and dramatic strength decay. Moreover, the sulphurous gas released has harmful health effects and may form acid compounds that corrode materials, shorten their durability, and increase maintenance costs. Later, this work determines if thermal treatment on Prada limestone has a significant effect on improving its drilla-bility. Understanding the variation in the drilling performance of the thermally treated Prada limestone would help improve the efficiency of mechanical excavation means. Finally, some correlations are proposed to indirectly determine the strength, deformational, and drillability features of Prada limestone after being thermally treated from simple, quick and non-destructive tests. / This research was partially supported by the Spanish Government [grant number RTI2018-099052-B-I00], also the Vice-Rectorate of Research and Knowledge Transfer at the University of Alicante through projects UAUSTI19-25 and UAUSTI20-20, and by the Departamento de Ingeniería del Terreno at the Universitat Politècnica de València. / Martínez Ibáñez, V. (2021). Effects of high temperatures in the physical, mechanical, and drilling features of Prada limestone [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171023 / Compendio