Th. doct.-ing.--Matér. et composants actifs--Toulouse 3, 1981. N°: 742.

Ingeniero Civil Mecánico / En Chile se está legislando a favor de las energías renovables no convencionales (ERNC) y tanto empresas privadas como organismos de cooperación extranjeros, están volcando recursos hacia desarrollos en sistemas que actúan como pequeños generadores de energía eléctrica, con posibilidad de conectarse a un sistema interconectado o trabajar en generación distribuida. En este contexto, el presente trabajo de título pretende aportar en el desarrollo y en el mantenimiento de una central microhidráulica, con el objetivo de generar un sistema inteligente que permita funcionar con la menor intervención posible, y por consiguiente, reducir costos de operación. Para tales efectos, se contempla el desarrollo de un sistema de monitoreo de la condición basado en vibraciones para el turbo-generador, para advertir cuando un componente esté pronto a fallar. El mantenimiento basado en la condición o mantenimiento predictivo, requiere el conocimiento de las frecuencias características de fallas dada una condición indeseada, tales como fallas en rodamientos, solturas en pernos, desbalance, roce, eje doblado, entre otras. Estas anomalías son detectadas por análisis de vibraciones en elementos rotativos o no rotativos; para el caso de este trabajo de título, los análisis se realizan en elementos no rotativos bajo la norma ISO 10816. Los sensores utilizados son acelerómetros piezoeléctricos. La señal capturada por los sensores se guarda en un computador, donde es procesada mediante un algoritmo. La visualización de las frecuencias características se consigue mediante la utilización de filtros y técnicas matemáticas de discretización de la señal real. En este estudio fue considerada la transformada de Fourier, una de las herramientas más usadas en el tratamiento de señales periódicas. Sin embargo, para el caso de rodamientos, la técnica de la envolvente es aplicada antes de la transformada de Fourier, de esta forma, por medio de la aplicación de filtros se eliminan frecuencias indeseadas y se obtienen los espectros que se utilizan para analizar vibraciones. Los espectros obtenidos se analizan mediante un sistema experto que constituye la última etapa del algoritmo, donde se realiza el diagnóstico en base al reconocimiento de patrones de frecuencias y probabilidad de falla, luego se predice el tiempo para fallar mediante ajuste de tendencia y se reprograma la fecha de mantención. El algoritmo se valida en un banco de pruebas, con un rotor donde se pueden producir distintas fallas. Por último, en este trabajo de título, se utiliza el algoritmo desarrollado y se analiza la condición del turbo-generador, diagnosticando un desbalance acentuado por una frecuencia natural equivalente a su frecuencia de rotación nominal, que dada la amplitud de las vibraciones, se recomienda el cese del funcionamiento de la central microhidráulica, según la norma ISO 10816 parte 1.

Ingeniero Civil Mecánico / Las centrales hidroeléctricas en Chile se consideran energía renovable no convencional (ERNC) cuando la potencia instalada no supera los 20 MW, en tal caso se denominan central mini hidráulica (CMH). En proyectos CMH es importante contar con estudios de pre inversión sólidos que permitan evaluar las opciones de aprovechamiento del recurso y las formas de comercialización de la energía, para que la decisión de inversión sea de bajo riesgo y las iniciativas tengan una amplia acogida en el país. El trabajo desarrolla un modelo para el análisis y evaluación de proyectos CMH a nivel de perfil, incluyendo aspectos técnicos y económicos. Sus objetivos específicos son: i. Desarrollar y documentar un modelo para evaluar el recurso hídrico de manera sencilla, donde se incluya la potencia máxima turbinable y la energía anualizada, ii. Desarrollar un modelo que permita definir los estudios iniciales necesarios para el dimensionamiento de las principales obras y equipamiento de la central, iii. Desarrollar un modelo de evaluación económica para las opciones de negocio disponibles en el mercado chileno y aplicarlo a un caso conocido, y iv. Revisar críticamente la metodología planteada y desarrollar estrategias para resolver las principales incertidumbres. La metodología para alcanzar los objetivos incluyó la documentación detallada de los distintos componentes y obras que conforman una CMH y el método de selección/cálculo de éstos. Además, se identificaron en terreno distintas CMH existentes en Chile y se organizó un esquema metódico para la evaluación de las distintas áreas que conforman los proyectos. Los principales resultados del proyecto muestran que: i. El Modelo para Estudios de Ingeniería de Perfil de CMH permite efectuar una caracterización muy completa de las mismas y el desarrollo detallado de la evaluación económica de los proyectos, de hecho el modelo predice que las CMH de baja potencia (inferior a 10 MW) son onerosas y de baja rentabilidad, en tanto que aquellas con potencias sobre 10 MW generan economías de escala de construcción y poseen rentabilidad creciente, ii. El conocimiento del recurso hídrico y del emplazamiento de la CMH, en conjunto con el itemizado detallado de inversiones, influyen de manera significativa en la evaluación económica de una CMH. Por otro lado, la tipología de las CMH es fundamental para la identificación de los aspectos más influyentes en los proyectos, iii. La calidad de los estudios y mediciones del recurso hídrico y del entorno del proyecto (hidrogramas y tipología) permite obtener una alta precisión en el cálculo de la potencia máxima turbinable, además del detalle del trazado de la tubería de presión, iii. Las curvas de eficiencia de las distintas turbinas son una herramienta valiosa para la determinación rápida y precisa del caudal de diseño de la CMH en base a los datos del recurso hídrico, iv. Para la selección de turbinas es recomendable la utilización de los gráficos envolventes del fabricante de los equipos, para verificar la factibilidad técnica del tipo de turbina en la evaluación del proyecto, v. La producción de energía de las CMH es ser el factor de mayor sensibilidad en la operación económica de las mismas, y vi. El financiamiento bancario (monto, tasa y plazo) ejerce una gran influencia en el periodo de retorno de la inversión y en la rentabilidad de los proyectos.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Investigación sobre diseño optimo bajo el principio de superposición de las obras de cabecera, desarenador, canal de conducción, cámara de carga, tubería forzada y casa de máquinas en las especialidades de la hidráulica y mecánica tratando interrogantes como el grado de correlación entre ambas especialidades, características geométricas para la elección de la alternativas más viable, escenario más crítico para el diseño de las estructuras anteriormente mencionadas, nivel de implicancia de un análisis estático y dinámico en las estructuras hidromecánicas y porcentaje de sobrepresión en el estudio de golpe de ariete en la tubería forzada. / Tesis

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Dado el potencial hidráulico que posee el país para generar energía mediante Centrales Hidroeléctricas, y que algunos de éstos proyectos se han visto afectados en los últimos años por problemas técnicos, el presente trabajo pretende contribuir con un estudio que ha permitido definir los factores técnicos relevantes que inciden en la materialización de dichas obras, considerando, además, que de acuerdo con la política pública definida por el Estado, el sistema de abastecimiento eléctrico requerirá del desarrollo de este tipo de fuente de energía en el futuro; para lo cual, entre otros aspectos, los proyectos deberán superar las dificultades técnicas que los han afectado. El objetivo del presente trabajo se encuentra enmarcado en el concepto de Constructabilidad, que: es la integración óptima del conocimiento y experiencia en construcción, en la planificación, diseño, logística y operaciones de obra para alcanzar todos los objetivos del proyecto (CII, 1986). A partir del análisis bibliográfico y entrevistas a profesionales expertos se buscó una descripción con respaldo cualitativo y cuantitativo de procesos que deben ser tratados con especial cuidado en el desarrollo de los proyectos hidroeléctricos. De este modo se espera que los resultados sean una base que permita emitir recomendaciones para estandarizar y mejorar la eficiencia en la ejecución o materialización de los proyectos hidroeléctricos en Chile. Los factores relevantes obtenidos del estudio, se agruparon en las diferentes etapas que componen el desarrollo de un proyecto hidroeléctrico. Así, se tiene que en la primera etapa, correspondiente a Estudios Técnicos, los más destacados fueron: estudios hidrológicos, que permiten obtener predicciones de crecidas y condiciones climáticas; estudios topográficos y geológicos-geotécnicos, que condicionan las metodologías constructivas. Para la siguiente etapa, correspondiente a Estudios Ambientales, el resultado del presente estudio indicó que el foco está en el relacionamiento comunitario. La fase de Diseño destacó por la completitud de la ingeniería de detalle, especificaciones técnicas de construcción y compatibilización de especialidades así como la presentación de un proyecto con ingeniería básica terminada para la obtención de la Resolución de Calificación Ambiental. En la etapa de Construcción resultó crítico el proceso de revisión de la ingeniería proveniente de la etapa de diseño y la identificación, control y seguimiento de riesgos, para prever desafíos, y detectar oportunidades de optimización de las obras o dificultades de materialización que deban ser enfrentadas mediante el rediseño de las mismas.

Actualmente, la energía en sus diferentes formas, es un recurso necesario para el aprovechamiento del ser humano. Entre todas estas formas, la energía eléctrica cumple un papel fundamental, no solo en el ámbito industrial, sino también en nuestro desenvolvimiento cotidiano, haciendo posibles muchas de nuestras actividades. Asimismo, se puede lograr la generación de electricidad mediante diversos métodos, entre los cuales se encuentra el uso de una planta térmica, que es el sistema en el cual se realiza el presente trabajo. Dicho sistema usa vapor de agua para transformar energía térmica en energía eléctrica usando un ciclo termodinámico. Así, para determinar el valor de la potencia eléctrica recibida, es importante una adecuada medición de dicho flujo de vapor, pues ambas magnitudes tienen una relación directamente proporcional. En primer lugar, se definieron requerimientos previos a la realización del diseño de monitoreo de flujo másico, dentro de los cuales se observa que la forma de cálculo se deriva de la obtención de señales de sensores de presión y de temperatura. De esta forma se puede valorar el flujo másico indirectamente, y bajo estas condiciones se realizaron los diseños presentados. En segundo lugar se implementaron dichos diseños para comprobar los resultados inicialmente esperados usando las etapas de hardware y software. En tercer lugar se comprobó el funcionamiento del sistema total implementado y la planta térmica, cuyos resultados fueron monitoreados y registrados satisfactoriamente. Con los resultados obtenidos se concluye que el diseño presentado puede realizar el monitoreo en los intervalos inicialmente establecidos de temperatura entre 100 °C y 200°C y de presión entre 0 y 10 bar, con errores de 0.5% y 0.33% respectivamente. Todos los ensayos se realizaron en la planta térmica del Laboratorio de Energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. / Tesis

Los sistemas de puesta a tierra representan un elemento esencial para la protección de personas, aparatos eléctricos, instalaciones y viviendas contra averías o fugas eléctricas. Por tal razón, es necesario desarrollar y mejorar la calidad de los elementos de descarga como el electrodo copperweld. El mercado objetivo del proyecto es constituido por las empresas de distribución eléctrica y los distribuidores de materiales para el sector eléctrico. Los electrodos copperweld tienen un diámetro desde 14.60 mm hasta 19.05mm y un largo desde 1.80 M hasta 2.40 M. La presentación comercial tiene las medidas de 14.60 mm x 2.40 M y será comercializada a un precio de S/. 30.00 soles más IGV. Al ofertar este electrodo como novedoso y con un estricto cumplimiento de las norma ANSI C33.8 se espera cubrir el 30% del mercado interno. La planta tendrá un área de 520 metros cuadrados y estará ubicada en la Zona Industrial Infantas en el distrito de Los Olivos en Lima. El proceso productivo consiste en la recepción de la materia prima e insumos, acondicionamiento del cuerpo del electrodo y desengrase, el cual irá luego a las tinas de inmersión para obtener el recubrimiento de cobre, y finalmente el electrodo será secado en un horno eléctrico y embalado en mangas de plástico. La inversión inicial del proyecto en activos fijos es de S/. 221,512.00 soles incluyendo el IGV, con respecto al capital de trabajo es necesaria la suma de S/. 136,066.83 soles incluido IGV. El financiamiento ha sido estructurado en 47.94% de capital propio y 52.06% de deuda. El costo ponderado de capital es 13.97%. La evaluación económica y financiera de los flujos de caja del proyecto presentan su factibilidad en diversos escenarios, con un Valor Actual Económico de S/. 80,072 soles, un Valor Actual Neto Financiero de S/. 177,342 soles y un período de recuperación de 5 años. La Tasa Interna de Retorno Financiera es 39.79%, por lo que el proyecto es rentable. / Tesis

El presente proyecto de tesis se encarga de desarrollar los temas concernientes al diseño mecánico de una válvula de admisión tipo mariposa de 750 mm de diámetro nominal para una central hidroeléctrica con un salto neto de 34 m. La justificación para realizar este proyecto radica en que las válvulas de admisión necesitan satisfacer requerimientos especiales de la instalación, los cuales no se pueden solucionar con la simple selección del equipo a partir de un catálogo. El espacio disponible, el ambiente de trabajo y los tiempos de operación de la válvula, son algunos ejemplos de temas de interés que requieren a veces la realización de un diseño particular. Por tanto, en este trabajo se recopiló la información necesaria que permitió el dimensionamiento de la válvula y la automatización de la misma. El estado del arte del diseño, la selección del concepto de solución, la determinación de las fuerzas actuantes, el diseño de los elementos de la válvula, la automatización del equipo y el presupuesto del proyecto son sólo algunos temas que fueron tratados en este documento. Además, en este trabajo se adjuntaron anexos y planos los cuales permitirán la fabricación, montaje y operación del equipo. / Tesis

Geógrafo / No autorizada para ser publicada en el Portal de Tesis Electrónicas de la U. de Chile.

Propone un primer modelo conceptual hidrogeológico local en la zona del Derrumbe 5. Caracteriza los acuíferos presentes en la superficie y en la profundidad, y aplica una modelación numérica con FEFLOW+FMH3, con la finalidad de plantear las obras de drenaje y subdrenaje, que permitan mejorar la resistencia de los suelos y modifiquen los parámetros de resistencia en cada unidad geológica. Analiza los efectos derivados del ciclo del agua local, mediante la cuantificación y delimitación de áreas de drenaje y su relación con las condiciones hidrogeológicas (tipos de acuíferos). Identifica las zonas de recarga y descarga e interpreta el modelo conceptual de interacción de escorrentía superficial, subsuperficial y subterránea. En función de la información geológica-geotécnica disponible, comprende las unidades hidrogeológicas in situ, con fines de estimar el movimiento del flujo en medios porosos. Predice escenarios hidrogeológicos considerando las obras de estabilización para el deslizamiento, y su relación con los límites del acuífero interpretado. Aplica el modelo FEFLOW+FMH3, para predecir las trayectorias y tasas de flujo de agua, que convergen a las masas del deslizamiento denominado Derrumbe 5, con fines de proyectar las obras civiles de captación subterránea. / Tesis