Surface tension driven convection affects the propagation of chemical reaction fronts in liquids. The changes in surface tension across the front generate this type of convection. The resulting fluid motion increases the speed and changes the shape of fronts as observed in the iodate-arsenous acid reaction. We calculate these effects using a thin front approximation, where the reaction front is modeled by an abrupt discontinuity between reacted and unreacted substances. We analyze the propagation of reaction fronts of small curvature. In this case the front propagation equation becomes the deterministic Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) equation with the addition of fluid flow. These results are compared to calculations based on a set of reaction-diffusion-convection equations. / Tesis

La presente tesis tuvo como objetivo estudiar frentes de reacción modelados mediante la ecuación de Kuramoto-Sivashinsky sujetos a diferentes tipos de movimiento de fluido: flujo externo de Poiseuille, el cual es contrastado con el flujo de Couette, y flujo convectivo debido a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. En el primer caso, los frentes se propagan a favor o en contra de un flujo estacionario bidimensional entre dos placas paralelas que se conoce como flujo de Poiseuille. Para pequeñas distancias entre las placas, encontramos frentes estacionarios que pueden ser planos, simétricos o asimétricos, dependiendo de la separación de las placas y de la velocidad promedio del fluido externo. Adicionalmente, descubrimos que los frentes simétricos estables que se propagan en sentido opuesto al flujo simétrico externo se vuelven asimétricos al incrementar la rapidez del flujo externo. En el caso del flujo externo de Couette, el flujo es producido por el movimiento de dos placas paralelas en sentidos opuestos. Hallamos que la estabilidad y la forma de los frentes estacionarios dependen de la velocidad relativa entre las placas y de su separación. Estos parámetros desempeñan un papel importante, puesto que pueden convertir frentes inestables en estables. En el último caso, las inestabilidades en el frente producidas cuando un fluido más denso se encuentra encima de un fluido menos denso se conocen como inestabilidades de Rayleigh-Taylor y son causadas por la diferencia de densidades a través del frente bajo la acción de la gravedad. El frente describe la interfaz delgada que separa los fluidos de diferente densidad dentro de dos placas paralelas verticales; mientras que la convección causada por las fuerzas de flotación a través de la interfaz delgada determina el flujo debido a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. Para el estudio de los efectos del flujo externo sobre los frentes de reacción, primero obtuvimos los frentes y luego realizaremos un análisis de estabilidad lineal para determinar la estabilidad de los frentes bajo los tres tipos de movimiento del fluido. La forma de los frentes y sus respectivas regiones de estabilidad fueron contrastadas con los frentes en ausencia de flujo externo. Los resultados de la investigación fueron publicados en tres revistas internacionales arbitradas e indexadas: Physical Review E (2012), Chaos (2014), y European Physics Journal (2014). Adicionalmente, la tesis presenta resultados para frentes oscilantes y sus transiciones al caos debido a la interacción del frente de reacción con los flujos externos antes mencionados. / Tesis

En el panorama actual, las aplicaciones relacionadas al bombeo de agua tienen una alta demanda de energía en el rubro industrial y doméstico ya que representan el 22% del consumo total en el mundo. Los sistemas de presión constante, son los más utilizados en las estaciones de bombeo, ya que permiten un control automático y regulado de la presión en tiempo real. Sin embargo, es normal encontrar bombas sobredimensionadas funcionando mediante métodos externos de control de flujo. Los más convencionales son: estrangulamiento, By-pass y control On-Off. Adicionalmente, estas bombas son arrancadas en directo ocasionando inconvenientes en el sistema y tuberías: deterioro de las tuberías por el golpe de presión en el arranque, factor de potencia bajo (necesidad de incluir banco de condensadores), deterioro del motor, baja eficiencia de consumo de energía. Para evitar estos inconvenientes, se plantea utilizar la tecnología de control por variadores de velocidad y demostrar su desempeño en aplicaciones de presión constante con bombas múltiples, como lo son: el ingreso de bombas de manera secuencial y alternancia de bomba principal para equiparar el tiempo de funcionamiento entre todas. Se implementará un módulo demostrativo con dos modos de control del sistema multibombas: control de motor por bomba principal controlada y auxiliares en directo; y control del motor principal y auxiliares por variadores de velocidad enlazados por comunicación serial. Para cumplir el objetivo se requirió el diseño de un circuito de fuerza y de control, partiendo de los diagramas recomendados el fabricante, para luego pasar a la selección de los equipos a utilizar, luego al seguimiento de la fabricación y cableado; por último se configuró el variador, creando una nueva macro de aplicación que combina los 2 modos de control multibombas. En la fase de pruebas se obtuvo un funcionamiento óptimo del controlador PID, permitiendo una regulación en tiempo real manteniéndonos en el nivel de referencia de presión todo el tiempo; respondió de forma esperada antes los fallos simulados y obedeció los comandos de comunicación serial del variador maestro. Adicionalmente el módulo está disponible para entrenamientos técnicos y en la configuración de variadores de velocidad ABB. / Tesis

Los métodos numéricos de alto orden, necesarios para la discretización espacial, son una de las áreas más activas del campo de la dinámica de fluidos computacional (CFD en sus siglas en inglés). Dentro de estos, los Métodos de Volúmenes Finitos (MVF) han encontrado difcultades en la implementación de los procesos de reconstrucción. En el presente trabajo presentamos e implementamos en Python un novedoso proceso de reconstrucción compacto de alto orden propuesto por Q. Wang [22]. La novedad yace en que el orden alto es alcanzado usando un estencil compacto; es decir, usando únicamente celdas vecinas. En este proceso se obtiene un conjunto de relaciones que sirven para obtener los coeficientes de los polinomios de reconstrucción sobre los volúmenes de control de interés preservando sus valores promedios y el de sus derivadas. Con estas relaciones obtenemos un sistema lineal sobredeterminado que al ajustarse por mínimos cuadrados resultan en un sistema tridiagonal por bloques para el caso de una ecuación de advección 1D. Para esta ecuación de advección usamos además el Análisis de Fourier para examinar los números de onda modificados por el MVF compacto. La reconstrucción incluye parámetros que son optimizados para mejorar las propiedades de dispersión/disipación. Así mismo, el análisis de estabilidad de von Neumann nos permite estimar el número CFL (Courant Friedrich Levy) máximo para dos métodos de Runge-Kutta. Finalmente, validamos tanto los órdenes de convergencia de la combinación del MVF compacto con dos esquemas de Runge-Kutta como los parámetros óptimos de los esquemas de reconstrucción. / The numerical methods of high order, necessary for spatial discretization, are one of the most active areas of the field of Computational Fluid Dynamics. Within these, Finite Volume Methods (abbreviated as MVF in spanish) have encountered difficulties in the implementation of reconstruction processes. In the present work we present a novel high order compact reconstruction process proposed by Q. Wang [22], and implemented in Python. The novelty lies in that high order is achieved using a compact stencil, that is, using only neighboring cells. In this process we obtain a set of relations that are constructed to obtain the coefficients of reconstruction polynomials on the control volumes of interest, preserving their average values and that of their derivatives. With these relations we obtain an overdetermined linear system that is adjusted by least squares resulting in a tridiagonal system by blocks in the case of a 1D advection equation. For this advection equation we also use the Fourier Analysis to examine the wave numbers modified by the compact MVF. The reconstruction includes parameters that are optimized to improve the dispersion / dissipation properties. Furthermore, the von Neumann stability analysis allows us to estimate the maximum CFL number for two Runge-Kutta methods. Finally, we validate the convergence orders of the combination of the compact MVF with two schemes of Runge-Kutta and we also validate the optimal parameters of the reconstruction schemes. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Manifiesta como aprender y reconocer las principales variables que intervienen en la selección de un equipo de bombeo, así como conocer las herramientas (programas) que ayudan a la selección de los equipos, también detalla las generalidades de la selección de electrobombas y como son utilizadas en los calderos. La mala elección del equipo puede derivar en cavitaciones, un exceso o insuficiente caudal a la caldera ocasionara un mal funcionamiento de esta. Al igual que si no calculamos la presión necesaria. / Trabajo de suficiencia profesional

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Matemáticas Aplicadas. Ingeniero Civil Matemático / El convertidor teniente es un horno usado en el proceso de purificación del cobre, cuyo funcionamiento se basa en la inyección de aire enriquecido con oxígeno (a través de toberas) en un baño de material fundido, produciendo reacciones indispensables para su depuración y generando energía, la que es aprovechada para mantener los niveles de temperatura adecuados al interior del convertidor. Debido a la inyección de aire se produce un fenómeno de acoplamiento entre el chorro de burbujas y la oscilación presente en la superficie del baño, produciendo un fenómeno de resonancia el cual genera ondas de gran amplitud en la superficie, las que producen desgaste sobre las paredes internas del convertidor. Este desgaste acorta los tiempos de producción, ya que es necesario recubrir con nuevos ladrillos el interior del convertidor.\\ En esta tesis se proponen dos estrategias de control para prevenir y minimizar el oleaje en la superficie. En primer lugar se desarrolla un control retroalimentado con comportamiento robusto. Esta robustez permite el control usando modelos inciertos del sistema original, sin perder rendimiento ni estabilidad.\\ En segundo lugar se propone un control pasivo por medio de un segundo chorro de aire (una segunda tobera) el cual disminuye los modos de oscilación de gran amplitud, disminuyendo la energía de las oscilaciones sobre la superficie. Para ello se modela la interacción que hay entre la excitación de las ondas superficiales y la presencia de inyección de chorros de aire en el baño. Modelando un segundo chorro de burbujas es posible replicar datos experimentales en los que se logra estabilizar el oleaje por medio de una segunda tobera. / Este trabajo ha sido financiado por Codelco a través de la beca PiensaCobre

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniera Forestal / Los disturbios son eventos discretos que afectan distintos niveles de organización biológica, generando cambios en las características de los procesos ecosistémicos. Las erupciones volcánicas son un evento sorpresivo que incide en la estructura y composición de bosques, generalmente con efectos de recuperación a largo plazo. Las erupciones pueden presentar distintos grados de afectación, generando un mosaico complejo en la estructura del paisaje. El presente estudio tiene por objetivo profundizar en la dinámica de sucesión en un área afectada por una explosión lateral ocurrida hace ocho años durante la erupción del volcán Chaitén. La vegetación presente en la zona de explosión fue estudiada para caracterizar la sucesión temprana. La vegetación fue muestreada mediante una red de 40 parcelas (6 x 6 m) en el verano de 2016. Se realizaron análisis de clasificación y asociación para evaluar el desarrollo de asociaciones vegetales y la influencia de distintas variables ambientales en su distribución. Cambios en rasgos funcionales de las especies fueron explicados mediante el análisis de la cuarta esquina.

Tesis de grado para optar al grado de MAGÍSTER EN GESTIÓN DE PERSONAS Y DINÁMICA ORGANIZACIONAL / En mi trabajo, en selección de personas, he tenido la posibilidad de entrevistar a muchos candidatos para diferentes cargos de varias empresas e industrias. Los motivos de los candidatos para buscar o interesarse en nuevas alternativas laborales son muchas: inestabilidad laboral, mal clima organizacional, jefes con poco liderazgo o conocimiento del negocio, entre otras. Sin embargo, las razones que más se repiten son: poder aumentar los beneficios y/o remuneraciones y buscar nuevas y mejores proyecciones laborales. A partir de mi experiencia en selección de personas, de las entrevistas a los candidatos y de conocer sus motivaciones para buscar nuevas alternativas laborales nace la pregunta de mi proyecto de título relacionada a la gestión de carrera para mejorar las proyecciones laborales de los trabajadores. Hasta la segunda mitad del siglo pasado, en los países desarrollados y, un poco más tarde, en Latinoamérica, la rotación era mucho más baja. Los trabajadores, en general, optaban por hacer carrera e ir ascendiendo en pocas empresas, manteniendo el mismo trabajo y esperando varios años para ser ascendidos. Había varias razones para este comportamiento: inestabilidad económica, menor información entre los trabajadores acerca del mercado y las ofertas laborales, organizaciones verticales y más jerárquicas, leyes laborales menos favorables para los trabajadores que motivaban la permanencia de estos en sus trabajos, culturas más austeras, menos ambiciosas y menos consumistas; entre otras. El contexto económico-cultural actual ha ocasionado que las personas pierdan miedo a lo desconocido y a la incertidumbre y ambicionen más, material e intelectualmente, lo que ha llevado a una constante búsqueda de mejores condiciones de vida, de acuerdo a sus intereses personales. Hoy en día, los profesionales trabajan en empresas más planas y horizontales, están más expuestos a lo que ocurre en el mercado y tienen más y mejor información para tomar decisiones respecto a su futuro laboral y personal. Por su parte, las empresas, al estar en mercados más competitivos, han ido cambiando las condiciones y políticas laborales, buscando mayor flexibilidad para afrontar las nuevas exigencias del mercado. Dado los cambios culturales, creo que es importante para las organizaciones promover el desarrollo de sus empleados y evitar la fuga de estos. Evitar que los empleados, con gran potencial, dejen sus empresas permite que estos logren más experiencia y conozcan mejor la organización y la industria, lo que ayuda a que sus aportes sean mejores y más significativos. Además, si se desarrollan planes de carrera para cada empleado, la organización podría anticiparse a los cambios y a la salida de los empleados que tienen proyecciones más cortas y cuidar más a los mejores evaluados y que son proyectados como los futuros líderes de esas organizaciones. Así, la empresa, evitaría gastos innecesarios en selección, inducciones, capacitaciones, rentas más altas, dado que deben recurrir al mercado para traer el recurso humano, y cargos vacantes por períodos muy largos mientras dura el proceso de búsqueda. Por otro lado, en mi rol de consultor, poder entender el proceso de cómo, las organizaciones, gestionan a sus empleados, en relación al desarrollo y crecimiento profesional, es sumamente importante ya que me permite hacer una mejor selección de estos, en base a las inquietudes profesionales y personales de cada candidato y así, evitar la frustración del empleado, despidos o renuncias repentinas. También, en mi rol de consultor, debo ayudar a la empresa a generar mejores condiciones para que los empleados puedan y quieran desarrollarse en sus empresas y en los cargos que desempeñan, de tal manera que permanezcan en cada cargo un tiempo razonable para que ellos puedan aprender y aportar para después, más adelante, lograr ser recompensado con alguna promoción o mejores condiciones laborales. Lo anterior se hace más relevante para las empresas de origen nacional que, en general, presentan menos avance en relación a las políticas de recursos humanos, al desarrollo organizacional y a la gestión de las personas; en comparación a las empresas multinacionales que están mucho más avanzadas en este ámbito. A raíz de esto, los cambios organizacionales en las empresas nacionales tienden a ser menos transparentes y a estar sujetos a decisiones arbitrarias de las jefaturas. A raíz de esto, proyectar una carrera en este tipo de organizaciones se hace mucho más difícil. Respecto al caso a estudiar, éste consiste en analizar cómo se gestionan las carreras en una empresa nacional. Para ello se analizará una empresa nacional, desde su historia y estructura organizacional hasta las políticas y procesos de la empresa, en particular de Recursos Humanos, además de algunos datos como los de la rotación y las bandas salariales. Paralelamente, se realizará una entrevista al Gerente de Recursos Humanos para conocer su percepción en relación a la gestión de carreras en la organización. Por último, se analizarán algunos casos particulares de empleados y sus carreras dentro de la empresa.

Ingeniero Civil Mecánico / Las correas transportadoras son los equipos más utilizados a nivel industrial para el transporte de material, por presentar una alta eficiencia energética, una estructura más bien simple y una buena adaptación a las trayectorias de trabajo. Para el diseño y operación de las correas transportadoras se utilizan normativas internacionales, tales como las normas CEMA y DIN 22101, las cuales muestran cierta imprecisión en los periodos de operación transiente de las correas de gran longitud, como es el caso de los arranques o paradas. Para estos casos es posible utilizar el Método de Elementos Finitos para obtener una mayor precisión en los análisis realizados. El objetivo de este trabajo consiste en implementar un modelo numérico que permita determinar y analizar las cargas transientes presentes en la correa C-01 del Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea de Codelco, orientado especialmente en las condiciones de arranque y parada. El modelo se realiza programando el Método de Elementos Finitos en el lenguaje MATLAB, utilizando tres métodos de integración numérica diferentes. Inicialmente, se simula una correa estudiada en publicaciones científicas, de la que se conocen los parámetros de funcionamiento y dimensiones, de modo de poder realizar una comparación y posterior validación del modelo implementado. Con estos datos se realiza un análisis del modelo variando el paso temporal para estudiar la convergencia de la solución y el comportamiento de los métodos de integración numérica. Se verifica que con pasos temporales menores a Δt=2,3·〖10〗^(-3) [s] el error de la solución respecto a la solución anterior es menor al 0,1%, mientras que con pasos temporales menores a Δt=0,23[s] los métodos de integración numérica presentan un error relativo promedio menor al 1% al compararse entre sí. La comparación con los resultados de la publicación científica resultó satisfactoria, dado que se pudo obtener gráficos de la velocidad, tensión y factor de seguridad de la cinta bastante similares. Luego se implementa el modelo en la correa C-01 de Codelco. Se selecciona un paso temporal de Δt=5,6·〖10〗^(-4) [s] para cumplir con el criterio antes establecido, obteniendo errores relativos bajo el 0,1% respecto a las soluciones anteriores. Para el caso del arranque de la correa, se encontró un factor de seguridad mínimo de 4,90, un 0,4% menor que lo predicho por el fabricante Takraf, donde además se encontró que la tensión total máxima se obtiene en la zona previa a la polea motriz primaria. Se pudo determinar además que mientras menor sea la duración del procedimiento de arranque, la tensión dinámica es exponencialmente mayor. Respecto a la parada de la correa, se observa que el modelo no entrega resultados satisfactorios, al contrastarse con lo obtenido por Takraf. Esto se debe principalmente a que el modelo se realizó en base a bibliografía orientada al arranque, por lo que para obtener mejores resultados es necesario adicionar otros elementos al modelo y considerar factores como el peso del material al frenar. Con todo esto, se concluye que el modelo desarrollado determina de manera precisa la carga transiente máxima presente en la cinta durante el arranque.

Ingeniero Civil / Dadas las condiciones de localización de las centrales termoeléctricas a carbón, y la sismicidad de la costa de Chile, así como la creciente demanda eléctrica, principalmente de la minería, se propone evaluar el diseño de stoppers sísmicos exteriores de calderas del tipo carbón pulverizado (PC), cuyo desempeño sísmico permita disminuir el tiempo de parada operacional de las centrales con tal de abastecer de energía eléctrica en el menor tiempo posible y evitar dañar a la población, para el caso de la caldera generadora de vapor, equipo principal de las centrales, sometida a un evento sísmico severo. El análisis se realizará mediante un modelo integrado, que considera la interacción suelo estructura, la estructura de soporte del equipo, los componentes mecánicos de la caldera colgante, el sistema de stoppers sísmicos que transfieren carga sísmica entre la estructura de soporte y la caldera colgante. Este tipo de modelación es requisito para el diseño sísmico de calderas en la norma NCh2369 actualizada, con lo cual se obtiene una respuesta más real de la estructura y equipo. El diseño del sistema de stoppers sísmicos exteriores que se propone, tiene un comportamiento plástico con el sismo de diseño, con lo cual se protege al equipo colgante, limitando las cargas sísmicas que se transfieren a la caldera colgante. Luego del sismo de diseño, los stoppers sísmicos deben permitir su inspección y reemplazo para la pronta puesta en servicio de la central. Se propone un diseño de stoppers sísmicos de estructura de acero, que cumpla con los requisitos de análisis y diseño de la norma NCh2369 actualizada. Se verificó mediante el modelo integrado su comportamiento plástico y se realizó una estimación de las deformaciones plásticas máximas. Se concluye en este trabajo de título que se puede proveer stoppers sísmicos solo en base a estructuras de acero, con capacidad de disipación de energía con el trabajo plástico para el sismo de diseño, cumpliendo los requisitos del capítulo 14 de norma NCh2369 actualizada y los estándares de criterios de diseño sísmico de las empresas generadoras, para el suministro de calderas en Chile.