La presente tesis profundiza en el estudio de la impedancia del trombón de varas y su aplicación en el aula de viento metal con la finalidad de agilizar el aprendizaje significativo de los alumnos de la especialidad de trombón. Aunque, estos resultados son extrapolables al resto de aerófonos de la familia de viento metal. Para la investigación realizada sobre la impedancia del trombón de varas y otros instrumentos de la familia de viento metal se han tenido en cuenta los principales factores o elementos que delimitan la calidad sonora de estos instrumentos. Por ello, se estudia cómo afectan la boquilla, el cuerpo del instrumento y la campana en el sonido del instrumento. También, se responden a cuestiones importantes para los intérpretes de viento metal como: cuánto influye en el sonido del instrumento el material de construcción y las masas dinámicas añadidas a su estructura. Para el estudio realizado sobre las TIC, nos servimos de aquellas herramientas que obtenemos de la acústica musical. Sin duda, los programas Audacity y Spear se presentan como herramientas indispensables con las que evaluar la calidad del sonido teniendo en cuenta su afinación, articulación, estabilidad, presión sonora y resonancias de sus parciales. Las TIC facilitan la aprehensión de los contenidos y favorecen el aprendizaje significativo dado que son capaces de representar de forma dinámica o estática algo tan efímero como el sonido. Sin duda la conjunción dual oído-vista junto con las indicaciones de profesor elevan el porcentaje de éxito del alumnado para la consecución del objetivo propuesto, que es: dominar en su conjunto la técnica y las capacidades sonoras y expresivas del instrumento. Conclusiones. Las conclusiones que podemos extraer de esta tesis tendrán un calado más profundo para las intenciones docentes y la metodología pedagógica a desarrollar en el aula que a la parte puramente acústica donde se ha aportado algo de conocimiento a cuestiones relativas al comportamiento del instrumento pero que ciertamente no se pueden calificar como estrictamente novedosas. Desde el punto de vista de la física sí que tienen algo de ese espíritu en cuanto que los fenómenos investigados se han relacionado con el conocimiento (o más bien desconocimiento) habitual que tienen los músicos sobre el comportamiento del instrumento. Siempre se ha buscado dilucidar o justificar determinado fenómeno acústico con las herramientas objetivas que proporciona la experiencia científica de un laboratorio, para de esta forma poder trasladar los resultados obtenidos al lenguaje común que usamos los músicos. A partir de ahí se han podido extrapolar esos conocimientos novedosos para un músico a un lenguaje didáctico y aplicarlos al desarrollo de una metodología que si que podemos llamar nueva u original fruto de las investigaciones realizadas inicialmente en el laboratorio.

Memoria para opta al título profesional de realizador en Cine y Televisión

El objetivo principal de este trabajo de título fue estudiar las cargas de diseño de viento para las estructuras ubicadas a lo largo de Chile siguiendo los criterios de la norma ASCE 7-05 y contrastar los resultados obtenidos al considerar la actual Norma Chilena NCh432.Of71. Para determinar las cargas de diseño sobre una estructura ubicada en una localidad en particular la norma ASCE 7-05 define un valor de referencia para la velocidad del viento que considere la máxima intensidad que las solicitaciones de viento pueden alcanzar durante su vida útil. Este valor de referencia se denomina comúnmente velocidad básica del viento y se estima estadísticamente a partir de registros de velocidades de viento en el pasado, medidos en una determinada localidad y en condiciones particulares de altura, exposición y período de promedio de registros. En este trabajo de título se determinaron los valores de la velocidad básica del viento en once localidades a lo largo de Chile, calculados a partir de registros de velocidades de viento medidos en estaciones meteorológicas. Para ello se consideró un procedimiento estadístico de Análisis de Valores Extremos, así como también aspectos tales como el largo del registro, error muestral, intervalo de promedio, altura del anemómetro, calidad de los datos y exposición del terreno. Los registros utilizados fueron proporcionados por la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) y la Comisión Nacional de Energía (CNE). Finalmente se realizó una comparación entre las cargas de viento obtenidas a partir de la norma ASCE 7-05, considerando las velocidades básicas calculadas anteriormente, con las cargas de viento obtenidas aplicando la Norma Chilena NCh432.Of71. La comparación se estableció a partir de los principales factores que definen la presión del viento en cada una de estas normas, así como a partir de las cargas obtenidas de la aplicación de los métodos más simplificados de ambos reglamentos. Se concluye que el criterio de la norma chilena generado a partir de un único valor para la velocidad del viento en todo Chile no es representativo de las condiciones nacionales y además subestima las cargas de viento en el sur del país. Por otra parte se observa una excesiva simplificación en la norma chilena para la determinación de los factores que establecen algunos de sus parámetros, así como también la no consideración de algunos efectos.

Determina la caracterización y las mejoras técnicas de un aerogenerador; el cual está clasificado como de pequeña potencia (100 W) el diseño está integrado con un generador sincrónico de imanes permanentes, con el objeto de ser utilizado como fuente de energía eléctrica, para abastecer de energía eléctrica una zona específica de preferencia rural del país. En el marco teórico se ha incluido la información bibliográfica de los principios de funcionamiento de sistemas de aerogeneración, iniciando con la evaluación del potencial eólico del lugar elegido para la instalación, la clasificación, la teoría de la pala, principios básicos de funcionamiento del rotor eólico y del sistema en conjunto. La metodología utilizada para el desarrollo del proyecto que esta documenta en esta tesis se inicia con el levantamiento de los datos en el campo para evaluar el potencial eólico de la zona donde se va a instalar el aerogenerador. Luego se efectúa el dimensionado preliminar (de gavinete) de la turbina eólica considerando la velocidad promedio del viento, diseño de las palas del aerogenerador basados en las características aerodinámicas, se elige el perfil de la hélice en este caso se elige el perfil NACA 4412. Continua con el dimensionado de la generación eléctrica para lo cual se utiliza imanes permanentes de tipo axial que facilita la construcción. Luego de diseñar y construir el sistema, es montado en las cercanías de la ciudad de Huacho, donde fue sometido a pruebas de funcionamiento para determinar el coeficiente de potencia del sistema. / Tesis

Ingeniero Civil Eléctrico / La tendencia en todos los países desarrollados y en vías de desarrollo en el mundo es al alza en cuanto al consumo de energía eléctrica. Esto lleva a buscar alternativas de recursos mediante los cuales suplir esta creciente demanda y que a su vez sean amigables con el medio ambiente. En de éste ámbito surgen las ERNC, y dentro de ellas el viento asoma como una fuente de gran potencial. Si bien es cierto que el viento es una fuente limpia y gratuita de energía, no está libre de problemas. El hecho de que sea un recurso con un régimen aleatorio hace que su penetración en sistemas eléctricos presente ciertos desafíos. Dentro de estos desafíos están los asociados a las rampas de viento, aumentos o disminuciones repentinas de la potencia extraíble de este recurso. Estas rampas indudablemente son un problema ya que comprometen la operación óptima del sistema, desde el punto de vista técnico y económico. En este trabajo se desarrolló una herramienta de predicción de rampas desde un punto de vista estadístico/probabilístico mediante redes Bayesianas. En base a datos correspondientes a la central Canela I se entrenó y validó el modelo. La validación se hizo mediante la comparación de los resultados obtenidos del modelo versus los datos reales. Se compararon distintos resultados mediante una función de puntaje asociada a los verdaderos positivos, falsos positivos y falsos negativos obtenidos para cada caso. Ésta función asigna puntaje entre 0 y 1, donde 1 corresponde a la predicción perfecta. Inicialmente se probó el modelo para tiempos de anticipación de una, dos y tres horas. Los tres casos dieron resultados parecidos, con un puntaje que llega a 0,52. Como segundo caso se probó pronosticar rampas en una ventana de dos horas, obteniéndose en este caso un mejor resultado con un puntaje de 0,7. Finalmente éste se comparó con un modelo autorregresivo (AR), resultando mejor el modelo de red Bayesiana, con puntaje de 0,7 frente a 0,41 del modelo AR. Como trabajo futuro se propone probar el método con datos de otras centrales, además de mejorar el modelo para incluir la estacionalidad del recurso.

Tesis para optar al grado de Magíster en Meteorología y Climatología / En la precordillera de Chile central y particularmente en el cajón Maipo se observan flujos forzados por el terreno, los cuales reciben el nombre de viento Raco. Corresponde a un flujo que desciende, se calienta y sale por el cajón cordillerano. Se produce principalmente durante las noches de invierno. El objetivo del estudio es explorar los factores topográficos que inciden en el Raco. Para esto, se realizan simulaciones numéricas con el modelo WRF para un caso de estudio entre el 16 y 26 de junio del 2002. Posterior a esto, se realiza una serie de simulaciones que modifican la topografía. Para el experimento de control, se verifica que el modelo reproduce características similares a las observadas en superficie, y en altura se observa un chorro del este que se maximiza en 1400 metros de altitud aproximadamente. En los experimentos de topografía modificada se observa que la intensidad del chorro depende principalmente de la interacción del viento con la zona noreste del valle. En algunos casos el chorro de altura penetra hasta la superficie, pero sólo hasta la salida del valle (La Obra). Aquí el flujo experimenta un despegue, el cual puede deberse a efectos dinámicos como un salto hidráulico, o a una convergencia entre el aire cálido que desciende y el aire frío de la cuenca de Santiago. Para los vientos en superficie se observa que la topografía local es de gran relevancia en el desarrollo del Raco, el cual se intensifica o debilita dependiendo de cambios en cerro Purgatorio.

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Ingeniero Civil Mecánico / La creciente utilización de sistemas de generación de energía renovable ha provocado un aumento importante en la investigación y desarrollo de estas tecnologías. Particularmente, el campo de la generación mediante energía eólica es uno de los más importantes hoy en día. Un factor determinante en la capacidad de generación a través de energía eólica es la eficiencia de las turbinas. Es común en estas máquinas encontrar eficiencias en torno al 45\%, Entre los factores que determinan la eficiencia están los aspectos geométricos y aerodinámicos de la turbina, y la estela turbulenta generada por las palas y el rotor. Esta ultima en particular es determinante tanto en la eficiencia individual de aerogeneradores como en la eficiencia global en el caso de parcelas eólicas, debido a la interferencia entre distintas turbinas. Se sabe que la gran mayoría de las pérdidas de eficiencia de las turbinas eólicas se deben a turbulencias generadas por las palas del rotor, por lo que la minimización de estas es el objetivo principal de los diseñadores hoy en día. Estos aspectos motivaron este trabajo de título, en el cual estudiamos experimentalmente el funcionamiento de una turbina eólica al interior de un túnel de viento mediante anemometría de hilo caliente. Se diseñó y construyó un modelo a escala de un aerogenerador y se instaló dentro del túnel de viento del laboratorio LEAF-NL, de la Universidad de Chile Se midió la potencia de la turbina como función de la velocidad de flujo del túnel de viento en un rango de velocidades de flujo de entre 0.5 y 3 [m/s] (TSR o tip speed ratio de 1.1 a 5.3), lo que entrega como resultado la curva característica de los aerogeneradores (curva S). A través un sistema de posicionamiento motorizado en 2D se midió el campo de velocidades en distintos planos transversales de la estela. Para esto se utilizó un anemómetro de hilo caliente operado de manera síncrona con la posición angular instantánea del rotor de la turbina, con el objetivo de realizar una detección coherente de la velocidad en la estela con la posición angular del rotor. De esta manera se obtuvo el campo de velocidades medio y fluctuante asociado a la posición de las palas de aerogenerador. La medición sincronizada de los promedios temporales de velocidad permite identificar la influencia de cada de cada pala en la estela y además identificar la distribución de intensidad turbulenta. Finalmente se generaron mapas de velocidad en distintos planos de corte transversal a la estela, con lo que adicionalmente se logró evaluar la expansión de la estela y poder obtener un parámetro de razón de áreas, dicho parámetro permite calcular con éxito los coeficientes de potencia y empuje (Cp y Ct), los cuales coinciden con los valores reales medidos.

Consiste en el análisis aerodinámico de la turbina eólica Waira 12, proporcionada por la empresa Waira Energía SAC, y del perfil aerodinámico Wortmann FX 60-126 empleado en la generación de la pala. Diversos estudios realizados a nivel nacional sobre turbinas eólicas han resultado en diferentes valores de potencia mediante modelos analíticos y métodos numéricos, es por ello que en esta investigación se describe en primera instancia el proceso de análisis de los coeficientes aerodinámicos del perfil Wortmann FX 60-126. Para ello hacemos usos de modelos analitícos-númericos (XFoil) y herramientas computacionales (Ansys-CFX) para contrastar los coeficientes aerodinámicos obtenidos con los experimentales proporcionados por el Instituto de Aerodinámica y Gasdinámica de la Universidad de Sttutgart. Luego se genera y valida el código propio (Python) elaborado en base a la teoría de BEM (Blade Element Momentum) para el an´alisis de la turbina eólica. Posteriormente, haciendo uso de las fuentes aerodinámicas del perfil y de las condiciones de operación y geometría de la pala obtenemos la potencia y el empuje que genera el Waira 12. Una vez obtenidos los valores de potencia y empuje proveniente del modelo analítico-numérico, se procede a realizar el modelado del rotor de la turbina eólica y posterior a ello su simulación fluidodinámica computacional (Ansys-CFX), donde en última instancia se realiza la verificación y validación de los parámetros obtenidos mediante los métodos analíticos y numéricos. / Tesis

Frecuentemente las empresas de telecomunicaciones (radio, TV, telefonía móvil, etc.) hacen uso de mástiles arriostrados como estructuras de soporte de sus antenas. Esta tipología estructural está generalmente conformada por una columna esbelta de sección triangular, reticulada, que es soportada por varios niveles de cables tensos. Estudios detallados de la respuesta de mástiles arriostrados, frente a acciones dinámicas como viento o sismo, no son frecuentes pese al gran potencial de impacto adverso, debido a que se trata de una estructura flexible y a que los cables añaden un comportamiento geométricamente no lineal. Por otra parte, algunos parámetros estructurales como la tensión de los cables o la rigidez del mástil tienen un alto grado de incertidumbre. En el primer caso, porque generalmente no se cuenta con dispositivos que permitan medir con precisión esta variable y en el segundo, porque frecuentemente el mástil debe ser reforzado (para cumplir con los requerimientos de rigidez de la estructura, cada vez mayores, debidos a la creciente sensibilidad de los equipos instalados) y la gran variedad de mecanismos de refuerzo usados (incluso dentro de la misma torre) no permite evaluar su efectividad. En este trabajo, primeramente, se presentan estudios sobre la dinámica no lineal de mástiles arriostrados, mediante programas comerciales de elementos finitos, explorando también la sensibilidad de la respuesta a la variación de parámetros de diseño, como la tensión inicial de los cables o la rigidez del mástil. Las cargas dinámicas provenientes de la acción del viento son generadas como procesos estocásticos, con consideración de las correlaciones espaciales y temporales, a través del Método de Representación Espectral (SRM). Luego, se presentan estudios sobre la propagación de incertidumbres en cargas o parámetros estructurales sobre la respuesta. Para ello se desarrollaron modelos simplificados (tipo cable-viga o columna-cable) y de orden reducido. Finalmente, un modelo de elementos finitos no lineal fue implementado, con el objetivo de crear una herramienta de cálculo y/o verificación de la respuesta estática y/o dinámica de mástiles arriostrados que resulte útil tanto para futuras investigaciones, como para el uso profesional. / Guyed masts are frequently used by telecommunication companies (radio, TV, cell, etc.) as support structures for the antennas. A typical configuration comprises a lattice tower with triangular cross-section, supported by several levels of prestressed guys. Despite the large potential of adverse impact, considering the slenderness of the structure and the non linear behavior of the guys, dynamic analysis of guyed masts subjected to natural loads, as wind and earthquakes, are not commonly addressed in detail. Furthermore, a high level of uncertainty is present on structural parameters such as the initial tension of the guys, due de lack of instruments to precisely measure it in the field, or the mast stiffness, since the mast frequently must be reinforced (the communication technologies poses increasing higher structural demands since the growing sensitivity of the new equipment) and the large extent of adopted reinforcement mechanisms (even in a single structure) does not allow the evaluation of their performance. In this thesis, first, the non linear dynamic response of guyed masts subjected to wind loads is studied, using finite element commercial software. The sensitivity of the response to design parameters, as the initial pretension of the guys or the stiffness of the mast is also explored. The dynamic wind load records are simulated as stochastic processes, with consideration of temporal and spatial correlations, through the Spectral Representation Method (SRM). Next, simplified and reduced order models (ROM) of guyed structures were developed and tested. Then, by means of the ROM and considering structural or load parameters as stochastic variables, uncertainty propagation studies were performed. Finally, an ad hoc non linear finite element tool, to study the static and dynamic behavior of guyed structures, is developed, which can be useful both for future research in the topic as well as for professional use.