Ingeniero Civil / En el trabajo de título se estudia el comportamiento de muros esbeltos sometidos a cargas axiales, y se analiza el papel que cumple el confinamiento en él, todo esto, basado en los daños observados en el último terremoto del 27 de febrero de 2010.Los elementos esbeltos buscan semejar los bordes de muros que durante un sismo son sometidos a cargas axiales. Para realizar lo anterior, se estudia experimentalmente el comportamiento de elementos (probetas) de borde de muros de hormigón armado sometidos a cargas axiales, analizando la influencia que tiene el tipo de confinamiento (estribos) en la respuesta global de los elementos, entre otros parámetros. Se construyeron 24 y se ensayaron10probetas de hormigón armado, de manera de comparar cada una de las respuestas obtenidas, para concluir sobre la influencia real del confinamiento en los elementos, en cuanto al aumento de ductilidad, y la restricción que proveen para evitar o controlar el pandeo de las barras longitudinales de refuerzo. Mediante el estudio experimental realizado, se determinó, en primer lugar, que al darle cierto confinamiento al elemento de hormigón armado, este es capaz de aumentar su capacidad de deformación, degradando más paulatinamente la resistencia a la compresión, y por ende, disipando una mayor cantidad de energía. Además, como las probetas no se restringieron para deformaciones fuera del plano para una carga de compresión pura, se produjo un pandeo global característico en las probetas con confinamiento, en su eje débil, reduciendo la capacidad del elemento. Por esto último, también se apreció un pandeo local del refuerzo longitudinal en forma de S , abarcando, en algunos casos, más de dos estribos consecutivos sin asegurar la relación de aspecto otorgada por ellos. Los ganchos con dobleces en 90º no fueron capaces de restringir el pandeo de las barras para deformaciones más allá del 1%. En general el comportamiento de las probetas tuvo un buen ajuste con el modelo predictivo escogido, presentando variaciones de menos de un 25% en todos las probetas de 1 metro de longitud.

Ingeniero Civil / El uso de vigas laminadas encoladas requiere con frecuencia la inclusión de aperturas, con el fin de cumplir con especificaciones arquitectónicas, tales como ductos de ventilación o instalaciones sanitarias, entre otros. La perforación produce concentraciones de esfuerzos de tracción perpendiculares a la dirección de las fibras en la región que bordea la apertura, promoviendo el inicio de una grieta. El Anexo Nacional Alemán (NA) para la norma Europea de diseño de estructuras de madera EN 1995-1-1 provee reglas de diseño para esta situación, incluyéndose aperturas sin reforzar, así como también el uso de uno de entre dos tipos de refuerzos: internos (tipo barra) o externos (tipo placa). Esta tesis analiza diferentes modelos de elementos finitos (EF) para describir la influencia de refuerzos internos dentro de un elemento de madera laminada encolada. Se observa que modelos 2D tienden a sobrestimar la influencia de los refuerzos internos, mientras que el uso de elementos unidimensionales (lineas), para representar los refuerzos internos dentro de un modelo 3D de la madera laminada encolada, resulta en una clara subestimación de dicha influencia. En otro punto, la posición de los refuerzos internos relativos al punto medio de la sección transversal, influye en la cantidad de fuerza vertical que el refuerzo es capaz de transferir. Esto se debe a la anisotropía cilíndrica que caracteriza a las laminas individuales, lo cual gobierna el comportamiento constitutivo de la madera laminada encolada como material. Las ecuaciones de diseño contenidas en DIN EN 1995-1-1/NA son revisadas y comparadas contra resultados de EF, donde ciertas discrepancias son encontradas y presentadas. Con base en estos resultados, nuevas ecuaciones son desarrolladas, las cuales contienen coeficientes que son posteriormente calibrados haciendo uso de los datos obtenidos de los modelos de EF. Una relación de dependencia con el tamaño para las concentraciones de esfuerzos es encontrada en las ecuaciones aquí derivadas, esto debido al uso de un radio constante en las esquinas de las aperturas rectangulares, lo cual obedece a una práctica común en la manufactura de las mencionadas perforaciones. Un radio de esquina dependiente de la geometría de la viga resolvería parte de este problema. Finalmente, una serie de test relativamente grande ---la cual incluye algunas vigas de pino Radiata de Chile--- es llevada a cabo, con el fin de evaluar la efectividad de cada tipo de refuerzo, así como para validar los modelos de EF utilizados en las etapas anteriores. En general se obtiene una concordancia satisfactoria entre los experimentos y los resultados de las simulaciones.

Geólogo / La cuenca cretácica de Chañarcillo forma parte de los sistemas extensionales que caracterizaron la evolución tectónica del Cretácico Inferior de los Andes Centrales del Norte de Chile. Específicamente entre los 27°-28°S, las potentes sucesiones volcánicas y de rocas carbonatadas fosilíferas de carácter marino que conforman su relleno, han grabado evidencias de estos procesos, sin embargo, actualmente, estas se encuentran afectadas por sistemas estructurales compresivos ligados a la deformación Andina del margen continental, lo cual ha permitido una sobreimposición estructural compleja en la región. El presente trabajo intenta dar respuesta al debate acerca de la estructura cortical de primer orden que predomina en la Cuenca de Chañarcillo. Aunque diversos autores han propuestos distintos modelos que permiten reproducir su estructura superficial, su estructura en subsuperficie se mantiene aún en discusión. Considerando lo anterior, en el presente trabajo se integraron datos estructurales de superficie conjuntamente con datos gravimétricos, a fin de modelar la geometría en profundidad de la cuenca y definir un modelo geológico para la misma. Para ello se realizaron dos transectas (O-E) de adquisición de datos gravimétricos, se midieron nuevos datos estructurales y se obtuvieron muestras de rocas para estudios de densidad. Los resultados de su estructura superficial corresponden a un anticlinal de inversión vergente al este (Anticlinorium de Tierra Amarilla); por otro lado, las curvas de anomalía residual han permitido definir geometrías asociadas y comparables con sistemas de rift intra-placa que encajan dentro de un modelo de hemigrábenes. De acuerdo con la integración realizada con los datos litológicos y estructurales de superficie, se propone una arquitectura para la cuenca definida por un sistema de hemigrábenes parcialmente invertidos.

Ingeniero Civil / Tradicionalmente, en Chile se han aplicado procesos de clasificación visual para seleccionar las láminas destinadas a la fabricación de madera laminada encolada (MLE). Por otro lado, estudios desarrollados en Europa han concluido que las propiedades que influyen significativamente en la capacidad resistente de la madera son el módulo de elasticidad, la inclinación de la fibra y la densidad. Estos atributos son complejos de controlar visualmente en un proceso industrial y por lo tanto se propone la utilización de grados mecánicos. Este trabajo de título explora potenciales incrementos en la capacidad resistente y rigidez en vigas de MLE de Pino radiata (PR), a través de procesos de clasificación basados en la densidad y la inclinación de fibra. De acuerdo a F. Colling una mejora en la calidad estructural de vigas de MLE sólo es alcanzable mediante un aumento de calidad de sus dos componentes: uniones endentadas y láminas de madera. En cuanto a las uniones endentadas se analiza el incremento de resistencia en empalmes, al modificar la producción y el adhesivo. Por lo cual, de acuerdo a los antecedentes de 95 probetas ensayadas a flexión y 160 a tracción, se identifica el criterio de producción, adhesivo escogido y resistencias alcanzadas. Por su parte, para evaluar la influencia de las láminas, se analizan incrementos en resistencia y rigidez en vigas, al variar su calidad y disposición. Se proponen así, 17 series, las cuales se forman al combinar 2 láminas clasificadas visualmente y 2 mecánicamente. Estas pueden estar dispuestas horizontalmente en toda la altura o ubicarse de manera vertical exclusivamente en el borde flexotraccionado. Los ensayos de 54 probetas arrojan que la incorporación de láminas de grados mecánicos aumenta el Módulo de Rotura (MR) a flexión característico entre un 40-50% y el Módulo de Elasticidad (MoE) medio en 45%, versus vigas con láminas clasificadas visualmente. Además, la ubicación de láminas verticales en la zona flexotraccionada arroja un aumento de MR a flexión característico entre un 30-40%, en contraste con el MoE medio que no experimenta cambios en comparación con vigas de láminas horizontales. Finalmente con ambas mejoras, el MR aumenta en 95% y el MoE en 50% con respecto a la viga tipo que se fabrica actualmente en el país.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / La evolución neógena de los Andes Centrales al sur del segmento de subducción plana ha sido ampliamente estudiada aunque sin haberse logrado un consenso acerca del origen de las variaciones en el estilo estructural, la edad de la deformación, el espesor cortical y la cantidad de acortamiento, entre otros, que muestra el orógeno a lo largo del rumbo. Mediante análisis cronoestratigráficos y estructurales, el presente estudio persigue caracterizar los periodos de deformación que experimentaron los Andes desde el Mesozoico hasta el presente, entre 34°45' y 35°30'S, con el fin de establecer su influencia en la construcción neógena del orógeno y en las diferencias que presenta este a lo largo del rumbo. Los resultados muestran que la deformación contraccional durante el Neógeno se caracterizó tanto por la reactivación de estructuras normales previas como por la generación de nuevas fallas. Estas estructuras involucraron el basamento en la deformación, desarrollando un estilo de piel gruesa favorecido por la presencia de fallas normales asociadas a las cuencas extensionales que caracterizaron la evolución de este segmento de los Andes durante el Mesozoico y Cenozoico. Asimismo, se pudieron reconocer dos pulsos de deformación contraccional previos al Neógeno que afectaron a esta región durante el Cretácico Superior y el Paleoceno. Sin embargo, no se pudo cuantificar la cantidad de acortamiento acomodado durante estos periodos, lo que imposibilita reconocer su influencia en periodos de deformación posteriores. Durante la deformación de la vertiente occidental de la cordillera (20-11 Ma), cerca de 18 km de acortamiento fueron acomodados en la corteza superior, mientras que la faja plegada y corrida de Malargüe acomodó 30 km, implicando una variación mínima con el acortamiento acomodado por la Cordillera Principal a los 33°30´S. No obstante, el porcentaje de acortamiento disminuye hacia el sur debido a que la deformación se distribuyó en una región más amplia. De esta forma, se establece que la disminución de acortamiento hacia el sur que presenta el orógeno, se originaría por la ausencia de la Cordillera Frontal al sur de 34°40'S, lo cual sería consecuencia directa de la menor cantidad de deformación que experimentó la corteza. Esta menor cantidad de deformación y acortamiento tendría implicancias directas en la forma en cómo se deforma la corteza. Es así como el acortamiento acomodado por la corteza superior ha sido transformado en engrosamiento cortical in-situ implicando un modo de deformación en cizalle puro, contrastando con el modo de cizalle simple que dominaría al norte de 35°S. Finalmente, si bien, la evolución y arquitectura previa influye sobre el estilo de deformación de la corteza, la cantidad de deformación que experimenta el continente es la responsable de que la segmentación de los Andes, quedando aún por dilucidar si esto depende de la cantidad de deformación que puede acomodar la placa superior o a varia ciones a lo largo de la placa subductada.

El Perú presenta diversas eventualidades como las lluvias, que retrasan distintas actividades que promueven el crecimiento económico del país. Las zonas urbanas necesitan una mejora continua del entorno con mejores infraestructuras para promover el crecimiento y reducir los accidentes. En la actualidad, se necesita fomentar por el medio local soluciones innovadoras para la evacuación de altas precipitaciones. El concreto permeable es un tipo de concreto cuya tecnología permite que el agua discurra a través de su estructura por la alta porosidad que posee a diferencia del concreto tradicional. Es fabricado de agregado grueso y material cementante, con un bajo porcentaje de finos de hasta el 10%. Esta investigación consiste en proponer un diseño de mezcla de concreto permeable de f’c=175kg/cm² aplicado en veredas que satisfaga distintos requerimientos establecidos por las normas CE010 de Pavimentos Urbanos, ACI 211.3R, ACI 522R-10 y los propios de la zona de aplicación. Para ello se realizó una batería de 12 diseños de mezcla con relaciones a/c 0.30, 0.35 y 0.38; agregados de HUSO 7 y 67; cementos portland tipo 1 Sol y Quisqueya; y aditivo Z fluidizante SR. Se realizaron ensayos en estado fresco: Slump, peso volumétrico y contenido de vacíos; y en estado endurecido: Resistencia a la compresión y flexión, y permeabilidad. Finalmente se realizó un prototipo con el diseño que presentó mejores características con el propósito de validar la investigación y se realizo un comparativo entre las veredas de concreto permeable y tradicional. / Peru presents various eventualities such as rainfall, which delay different activities that promote the country's economic growth. Urban areas need continuous improvement of the environment with better infrastructure to promote growth and reduce accidents. At present, innovative solutions for the evacuation of high rainfall need to be promoted through the local environment. Permeable concrete is a type of concrete whose technology allows water to flow through its structure due to the high porosity it possesses, unlike traditional concrete. It is made of coarse aggregate and cementitious material, with a low percentage of fines of up to 10%. This research consists in proposing a permeable concrete mix design of f'c = 175kg / cm² applied in sidewalks that satisfies different requirements established by the CE010 standards of Urban Pavements, ACI 211.3R, ACI 522R-10 and those of the area of application. For this, a battery of 12 mixing designs with a / c ratios of 0.30, 0.35 and 0.38; aggregates of HUSO 7 and 67; portland cements type 1 Sol and Quisqueya; and fluidizing Z additive SR. Fresh tests were performed: Slump, volumetric weight and void content; and in a hardened state: resistance to compression and flexion, and permeability. Finally, a prototype was made with the design that presented better characteristics with the purpose of validating the research and a comparison was made between the permeable and traditional concrete sidewalks. / Tesis

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene como objetivo analizar el comportamiento de las estructuras debido a la acción de la torsión accidental, mediante lo dispuesto en la NCh433 Of 96, mod. 2009 y el D.S. N° 61, para su uso en diafragma rígido, y algunas variaciones de dichos métodos, incluido el que se utiliza actualmente en la práctica profesional, mediante el uso del programa ETABS, el cual se puede aplicar tanto en diafragmas rígidos como flexibles. Con este propósito se escoge una muestra de 9 edificios de tipología chilena en donde se observan posibles problemas por torsión dada la distribución irregular de los elementos resistentes, o por la forma que presentan en planta los edificios. Además, dentro de la muestra se agregan algunos edificios que se cree no presentarían problemas torsionales, o bien, que cuentan con una estructuración mixta (muros y marcos de hormigón armado), para así hacer este estudio lo más general posible. Todos estos edificios fueron analizados sísmicamente a través del programa ETABS, considerando tanto los métodos de la norma (diafragma rígido), como otras metodologías escogidas, que corresponden a la inclusión de excentricidades accidentales de 5%, 10% y una distribución triangular en la altura, estos últimos, mediante la metodología incluida en el programa, imponiendo tanto diafragmas rígidos como flexibles. A partir de dichos análisis se procede a extraer algunos parámetros sísmicos directamente del programa y a calcular externamente otros, mediante una rutina escrita en el programa Visual Basic. De los parámetros obtenidos del análisis sísmico de los edificios se observa que la incorporación de la torsión accidental en edificios, tanto para diafragmas rígidos como flexibles no es siempre posible mediante las nuevas metodologías analizadas, debido a que en algunos casos los valores encontrados con las nuevas metodologías no son conservadores comparados con los valores obtenidos mediante el uso de las metodologías de la norma, además de entregar resultados incorrectos en algunos casos, debido a las limitaciones del programa.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Los marcos arriostrados excéntricamente de enlaces largos son un sistema que combina la rigidez del marco concéntrico y la capacidad de disipar energía del marco a momento. En este sistema los esfuerzos de las riostras son transferidas al resto de la estructura mediante esfuerzos de flexión en segmentos de la viga llamados enlaces que a su vez funcionan como mecanismo de liberación de energía o fusible estructural. Esta investigación se centra en el estudio de los parámetros de diseño sísmico como el factor de reducción de respuesta R, factor de sobrerresistencia Ω_o y ductilidad µ en sistemas estructurales de marcos EBF de enlaces largos exclusivamente, buscando obtener rangos para el valor de la sobrerresistencia, ductilidad y evaluar el factor de modificación de respuesta, agrupando en edificaciones de pequeña, mediana y gran altura. Los arquetipos considerados corresponden a 9 marcos 2D de acero ASTM A992 de diferentes alturas (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12 y 16 pisos), compuestos por 5 vanos con altura de entrepiso de 4 metros y distancia entre columnas de 6 metros. Los arquetipos son diseñados considerando todas las combinaciones de suelo y zona sísmica que la NCh433 contempla (135 modelos), a modo de caracterizar en totalidad el suelo nacional. La verificación de resistencia de perfiles es según la AISC360 y el diseño por capacidad para marcos EBF es según lo indicado por la AISC341. Luego del diseño se seleccionan 17 modelos para ser sometidos a análisis pushover (no lineal estático) y análisis tiempo-historia (no lineal dinámico) mediante el uso de la plataforma SAP2000. Los resultados obtenidos indican que la sobrerresistencia se encuentra en un rango de 5≤Ω_o≤14 en edificaciones de pequeña altura, mientras que en edificaciones de mediana y gran altura se obtiene sobrerresistencias menos variantes en torno al 5,9 y 4,1, respectivamente. Las ductilidades se consideran todas adecuadas según lo establecido por FEMA (μ≥3,0) y se encuentran en un rango 2,7≤μ≤ 5,5. El análisis tiempo-historia indica que la razón de margen de colapso, CMR, decrece en cuanto crece la altura total de los modelos, lo que indica que para modelos más bajos el factor de modificación de respuesta entregado por la norma NCH433 resulta en un diseño más optimo que para estructuras más altas, donde el diseño se considera conservador, al asumir más ductilidad de la que realmente tienen. Se concluye que la norma NCh433 no favorece edificaciones dúctiles altas, pues actúa aumentando probabilidad de colapso.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los muros de albañilería son elementos estructurales utilizados generalmente en viviendas de bajo números de pisos en Chile. Dada su configuración estructural, éstos presentan fallas por corte ante los eventos sísmicos del país, por lo que es relevante contar con herramientas simples que permitan estimar correctamente la capacidad de los muros a este esfuerzo. Se utiliza un modelo simple basado en el trabajo de Kaseem y Elsheikh (2010) y posteriormente modificado por Melo (2017) para elementos de hormigón armado, donde el alma del muro se considera como un conjunto de pequeños bloques con esfuerzos constantes a lo largo de los ejes principales. Se utiliza un ángulo fijo del puntal a compresión, dónde la dirección principal de tensiones es igual a la de deformaciones. El hormigón se analiza mediante un modelo biaxial de tensiones, donde existe una pérdida de rigidez y resistencia del puntal a compresión debido a las tracciones. El acero sigue una ley elasto-plástica perfecta. En este trabajo de título se realizan las modificaciones pertinentes para adaptar el modelo a la albañilería. Para la compresión y tracción se utiliza la resistencia prismática del paño (y una fracción de ésta, respectivamente), que debido a la anisotropía del material, se degradan de acuerdo al ángulo que forme la carga con la junta horizontal de mortero. Se determinan deformaciones unitarias en la compresión máxima y en la tracción última, y una nueva degradación del material debido al estadio biaxial de tensiones. Finalmente, se agrega un modelo para determinar fallas por adherencia y las fallas por flexión o flexo-compresión. Para validar el modelo cerrado tipo panel, se utiliza una base de datos de 41 ensayos de muros de albañilería armada y 12 de albañilería confinada, donde se compara la razón entre el corte obtenido por el modelo y la resistencia de ensayo, entregando un promedio y un coeficiente de variación (COV) de 1.01 y de 0.14 respectivamente para muros armados y 1.03 y 0.13 para muros confinados, mostrando un desempeño satisfactorio. La inspección por fallas a partir de fotografías entrega un porcentaje de acierto del 75%. El análisis de tendencias generales revela que se tiene una baja dependencia a cada uno de los parámetros estudiados. Al comparar el modelo tipo panel cerrado desarrollado en este trabajo de título con modelos simples de la literatura, se puede observar que éste presenta uno de los más asertivos, en cuanto a precisión en el promedio y en la dispersión de los datos. Es por esto que se valida el modelo como una herramienta útil para determinar la capacidad al corte en muros de albañilería armada y confinada.

Ingeniero Civil de Minas / El diseño de rampas en minas a cielo abierto es un paso clave en el proceso de planificación minera, en el que las envolventes económicas obtenidas por técnicas y algoritmos de optimización se transforman en volúmenes operativos (fases) aptos para la extracción. Sin embargo, aunque existen herramientas para ayudar al diseño de la rampa, el proceso sigue siendo muy complejo y requiere mucho tiempo. Esto implica que hay pocas oportunidades de explorar diferentes configuraciones y, por lo tanto, la calidad del diseño resultante depende de la experiencia del ingeniero y la disponibilidad de tiempo. El objetivo de este trabajo es comparar los resultados técnico-económicos del diseño operativo de fases, al utilizar el estado del arte actual, versus una metodología semiautomática, que utiliza programación matemática para la optimización económica del diseño de pit con rampa. El procedimiento consistió en una serie de pasos: primero, se diseñó un pit final óptimo en base a la metodología tradicional de planificación a largo plazo. Luego, se procedió a incorporar la geometría de rampas mediante dos alternativas; la primera denominada como óptima, introduce modelos matemáticos a través de una herramienta computacional que asiste al proceso de diseño operativo de fases, modelando una ubicación geométrica de rampa a nivel de bloques, que maximiza el beneficio económico reportado por los límites del pit con rampa. Esta ubicación sirvió como guía en el diseño final, entregando el punto de partida, sentido de giro y posicionamiento de la rampa en el talud minero. La segunda alternativa utilizó el arte del diseño actual empleado comúnmente para modelar rampas en los límites de rajo. Finalmente, se evaluó el impacto técnico-económico en las reservas del pit al incorporar el diseño geométrico de rampa de acuerdo a las alternativas mencionadas. Al introducir el modelo matemático, se lograron resultados muy similares en relación al estado del arte actual para el caso de estudio, con un aumento del 1.59 [%] del beneficio económico y un 1.40 [%] de las reservas disponibles para la extracción. Los resultados indican que esta herramienta entrega una mayor robustez al proceso de planificación; al permitir analizar distintos escenarios de diseño en un limitado periodo de tiempo, asegurando un diseño óptimo económico. / Este trabajo a sido parcialmente financiado por Advanced Mining Technology Center, Universidad de Chile