Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo propone y valida un procedimiento para clasificación de fallas usando señales de vibraciones mecánicas en rodamientos con fallas inducidas. Este procedimiento consiste en obtener imágenes tiempo-frecuencia para entrenar una Red Adversaria Generativa (GAN). Luego mediante algoritmos de clustering aplicados a salidas de su arquitectura, se obtienen los grupos con fallas de iguales síntomas y características. Para esto se ensayan diversas configuraciones considerando dos tipos de imágenes (espectrogramas y escalogramas), cuatro arquitecturas GAN (DCGAN, InfoGAN, MRGAN y Wasserstein GAN) y dos algoritmos de clustering (K-means y spectral clustering). En primera instancia se repasan los fundamentos de las fallas en rodamientos: sus síntomas y metodologías usadas para su diagnóstico; luego se presentan los antecedentes respecto a los diversos componentes del procedimiento y los criterios de evaluación. Parea su validación se usan sets de datos de vibraciones mecánicas con fallas ya clasificadas (MFPT y CWRU). Mediante indicadores se comparan la clasificación real con la obtenida, resaltando las mejores configuraciones para el procedimiento. Los ensayos muestran que las arquitecturas GAN InfoGAN y MRGAN junto al algoritmo K-means poseen un comportamiento más estable en el procedimiento. Es más, mediante el estudio de la función de costos es posible determinar si el entrenamiento resulta efectivo o no, proponiéndose un estudio más acabado respecto a un criterio de identificación para obtener mejores desempeños. Además se realiza un análisis entre las clasificaciones obtenidas y las reales teniéndose consistencia entre los resultados obtenidos por el procedimiento propuesto y los entregados por los métodos de diagnóstico usados actualmente, ya sea mediante el estudio de los mismo o consultando bibliografía. También se incorpora un set de ensayo de degradación continua. Usando la mejor configuración de las pruebas anteriores se logran detectar estados de falla. Sin embargo el diagnostico no puede ser concluyente ya que aparecen nuevos fenómenos en estos datos como fallas multimodales, no consideradas inicialmente. Finalmente se proponen algunas extensiones a fin de poder estudiar de manera correcta este último caso que resulta ser más cercano a las aplicaciones que los dos primeros, como considerar la secuencia de las mediciones o determinar anteriormente los modos de fallas presentes en los datos.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Ingeniero Civil / En este trabajo, se presenta la implementación del programa SafePy en Python , plata- forma para el modelamiento, simulación y análisis de la respuesta de estructuras ante cargas estáticas y dinámicas. El programa se desarrolla siguiendo la filosofía de programación en base a objetos bajo Python , lo cual permite reducir el tiempo de cálculo e implementación de nuevos componentes (elementos, materiales, métodos de análisis). En este trabajo de tesis, se pretende validar la plataforma para análisis no-lineal en muros de hormigón armado, utilizando elementos tipo membrana compuesto por capas. Para el desarrollo de esta plataforma, resulta necesario definir y argumentar la correcta aplicación de algoritmos y parámetros relevantes en el análisis no-lineal dinámico, tanto para los procesos de cálculo como para la definición de la respuesta de la estructura. Adicionalmente, se presenta un complemento para los métodos de integración y algoritmos de solución utilizados en análisis no-lineal, el cual busca reducir los problemas de convergencia de manera flexible. Este complemento puede ser aplicado tanto en métodos de integración estáticos (Control de carga o desplazamiento) como dinámicos (Cargas dinámicas o aceleraciones basales). Para conseguir esto, se introduce un parámetro que modifica el enfoque de solución para problemas no-lineales, imponiendo la necesidad de iterar en cada paso del análisis, incluso en el rango lineal, donde se obtienen los mismos resultados, pero con un costo computacional mayor. Lo anterior ocurre ya que este parámetro apunta a reducir complicaciones en el rango no-lineal. El nuevo enfoque permite entregar información de la estructura a la carga externa, logrando reducir la cantidad de iteraciones en que la fuerza resistente supera el valor de esta carga. Además, específicamente para el caso dinámico, este planteamiento permite independizar el comportamiento del material del incremento de tiempo, logrando controlar de forma separada la convergencia en no-linealidades y la estabilidad del método de integración.

El objetivo de la presente tesis doctoral es determinar los elementos de la televisión como empresa y actor dentro de la sociedad e identificar las similitudes y diferencias de la industria de este medio en los países que conforman el Cono Sur de América Latina: Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Paraguay y Uruguay. Una vez definidos los elementos para el diagnóstico de la televisión y realizado su análisis, se estudiarán las dinámicas de la televisión en la región de estudio y las posibilidades de desarrollo de un espacio audiovisual. Para ello se toman como herramientas metodológicas la economía industrial y la economía política. La primera entrega la visión de la secuencia real de los mercados (condiciones de base, estructura, estrategias y acciones, y resultados); mientras que la segunda explica las grandes relaciones que existen entre los medios de comunicación y los estados, a través de la existencia de los canales de televisión públicos, la relación e influencia mutua entre el sector privado de la televisión y los diferentes gobiernos y mediante la legislación que regula el sector.La hipótesis planteada es que a partir del análisis de las televisiones de la región y de sus contextos, se puede afirmar que existen las bases estructurales en el mercado como para desarrollar un espacio audiovisual en el macroespacio regional Cono Sur de América Latina. Esto se traduce en que las televisiones de los países que conforman este macroespacio regional tienen las mismas características en su estructura, constituyen oligopolios, con fuertes componentes de concentración empresarial de carácter multimedia y constituyen un modelo mixto de propiedad, donde persisten televisiones públicas con diversos grados de éxito.El análisis comparado de las televisiones de los países de la región en estudio según la metodología descrita, arroja semejanzas y diferencias en la conformación del mercado de la televisión abierta de libre recepción, que durante el período de dictaduras militares, y particularmente al finalizar éstas, se caracteriza por una tendencia hacia un modelo comercial en el medio. La introducción de nuevas tecnologías de transmisión de televisión, como el cable y el satélite DTH, formó un segundo mercado de televisión, esta vez pagada. Este hecho, junto con el surgimiento de las redes y el fenómeno de globalización, conforman un nuevo panorama en el cual la televisión presenta nuevas dinámicas. En este contexto se presenta el desafío de la creación de un espacio audiovisual en el marco dado por el MERCOSUR y sus países asociados, Chile y Bolivia. Para la comprensión del proceso se consideran los esfuerzos que desde hace más de una década buscan incluir los aspectos culturales -entre ellos los medios de comunicación y la televisión como un medio masivo- en el proceso de integración. La necesidad de políticas que vayan más allá del patrimonio material y el desarrollo de un sentimiento de unidad manteniendo la diversidad, se plantean como desafíos para la formación de un espacio audiovisual en el Cono Sur de América Latina. / The objective of the present doctoral thesis is to determine the elements of the television like company and actor within the society and to identify the similarities and differences of the television industry in the countries that form the South Cone of Latin America: Argentina, Bolivia, Brazil, Chile, Paraguay and Uruguay. Once defined the elements for the diagnosis of the television and made their analysis, it will study the dynamics of the television industry in views to development of an audio-visual space. For this thesis, the methodological tools will be the industrial economy and the political economy. The first one deliveries the vision of the real sequence of the markets (conditions of base, structure, strategies and actions, and results); the second explains the relations that exist between mass media and the governments, through the existence of the television channels public, the relation and influences mutual between the deprived sector of the television and the different governments and by means of the legislation that regulates the sector. From the analysis of the televisions of the region and its contexts, it is possible to identify the structural bases in the market that would help to development an audiovisual space in the South Cone of Latin America. This means that the televisions of these countries have the same characteristics in their structure, constitute oligopolies, with multimedia mergers and a mixed model of property, where persist public televisions with diverse degrees of success. The analysis compared of the televisions of the countries throws similarities and differences in the conformation of the market of the free reception television -which during the period of military dictatorships, and particularly in the last years- is characterized by a tendency towards a commercial model in media. The introduction of new technologies of television transmission, like the cable and satellite DTH, formed a second market of television. This fact, along with the rising of the networks and the phenomenon of globalization, conform a new panorama in which the television displays new dynamic. In this context the challenge of the creation of an audiovisual space appears in MERCOSUR and their associated countries, Chile and Bolivia. To understand the process, the cultural aspects of the MERCOSUR integration process will be considered. The region needs policies that go beyond the material patrimony. The development of a unit feeling maintaining the diversity is one of the challenges for the creation of an audiovisual space in the South Cone of Latin America.

En este trabajo se ha desarrollado un cálculo vectorial sobre estructuras discretas, análogo al de los modelos continuos. Para ello se ha considerado como espacio subyacente un multigrafo finito o variedad discreta y se ha definido el concepto de espacio tangente a cada vértice. A partir de esta noción se han definido los distintos tipos de campos sobre la variedad y se ha introducido la estructura de variedad Riemanniana discreta, lo que ha posibilitado construir los operadores gradiente, divergencia y Laplaciano. La consideración de métricas generales sobre los multigrafos tiene consecuencias desde el punto de vista de las aplicaciones. Los esquemas en diferencias finitas para la resolución de problemas de contorno elípticos pueden ser vistos como problemas de contorno discretos relativos a Laplacianos asociados a determinadas métricas. A modo de ejemplo, en este trabajo se obtienen las métricas que corresponden a los esquemas en diferencias consistentes con el operador de Laplace sobre retículas uniformes. Se ha desarrollado un cálculo integral sobre subvariedades discretas que incluye los análogos de las Identidades de Green. La obtención de estos teoremas integrales ha permitido plantear problemas de contorno autoadjuntos, que son la contrapartida discreta de problemas de contorno elípticos de segundo orden con condiciones de contorno mixtas. Se ha realizado un análisis de existencia y de unicidad de soluciones de tales problemas y se ha abordado también el estudio de los operadores integrales y sus correspondientes núcleos, asociados a cada uno de los problemas de contorno semihomogéneos tratados. El hecho de que en un espacio finito todo operador lineal pueda interpretarse como un operador integral, nos ha permitido entender los operadores en diferencias que determinan los problemas de contorno como núcleos sobre el espacio de vértices de la variedad. Hemos demostrado que desde el punto de vista de la Teoría del Potencial estos núcleos satisfacen los principios de energía y del máximo, que son suficientes para que tenga sentido el problema de equilibrio sobre cada subconjunto. Además, las peculiaridades de estos núcleos nos han permitido probar que el soporte de la medida de equilibrio de cada subconjunto coincide con él. Esta propiedad conduce a expresar la función de Green de cada subconjunto en términos de medidas de equilibrio. Finalmente, se ha generalizado el concepto de resistencia efectiva entre vértices de una variedad discreta y se ha demostrado que se satisfacen las mismas propiedades que en el caso clásico. En particular, se ha obtenido una expresión sencilla de la resistencia efectiva en términos de medidas de equilibrio. / In this work we have developed a vector difference calculus on discrete structures, analogous to vector differential calculus on continuous models. To this end, we consider a finite multigraph or discrete manifold as the underlying space and we define the concept of tangent space at a vertex. From this concept we define the different types of fields on a manifold and we introduce the discrete Riemannian structure, which has enable us to construct the gradient, divergence and Laplace operators. The consideration of general metrics on discrete manifolds has some consequences from the application point of view. The finite difference schemes for the resolution of elliptic boundary value problems can be seen as discrete boundary value problems with respect to the Laplace operator associated to specific metrics. As an example, in this work we obtain the metrics that correspond to consistent discrete difference schemes for the Laplace operator on uniform grids.We also have developed an integral calculus on discrete manifolds that includes the analogous of the Green Identities. The obtained integral theorems allow us to raise adjoint boundary value problems, which are the discrete counterpart of second order elliptic boundary value problems with mixed boundary conditions. We have tackled an analysis of existence and uniqueness of solutions of such a problems. In addition, we have studied the integral operators and their corresponding kernels, associated with each one of the considered semihomogeneuos boundary value problems. The fact that in a finite space a linear operator could be considered as an integral operator, has allow us to understand the difference operators determined by the boundary value problems as kernels on the manifold vertex space. We have proved that in the context of Potential Theory the above kernels verify the energy and maximum principles, that are enough to the resolution of the equilibrium problem on every subset. Moreover, the peculiarities of these kernels imply that the support of the equilibrium measure of a set coincides with the own set. This property leads to express the Green function of every subset in terms of equilibrium measures.Finally, we have generalized the concept of effective resistance between vertices of a discrete manifold and we have proved that the properties verified in the standard case are still in force. In particular, we have obtained a simple expression of the effective resistance in terms of equilibrium measures.

Actualmente hay diversas corrientes investigadoras que han profundizado en el estudio del comportamiento mecánico de los materiales, dejando un apreciable cúmulo de experiencias aprovechables. No obstante, se encuentran innumerables interrogantes que aún subsisten sobre el conocimiento del hormigón, dentro de todo su rango de comportamiento.El trabajo desarrollado en esta la tesis, formula un "modelo constitutivo que permite simular el comportamiento de un material cohesivo-friccional", con especial énfasis en el hormigón. Las bases del modelo se encuentran en la "mecánica de los medios continuos", lo que permite presentar una formulación consistente sobre el comportamiento físico de los sólidos en general, y en particular de aquellos que resisten gracias a la acción conjunta de la cohesión y la fricción entre sus partículas granulares.Hasta el presente, se han desarrollado diversos modelos constitutivos, unos más potentes que otros; pero por norma general, cada modelo ha tratado de solucionar uno o más problemas, según sea la exigencia y la motivación que haya conducido a su desarrollo. El modelo constitutivo que aquí se presenta, como todos los ya formulados, tiene una estructura matemática limitada; pero está orientado a solucionar algunos aspectos que otros no han considerado: "El comportamiento total y unificado de procesos a compresión y/o tracción, considerando los respectivos fenómenos de aplastamiento y fisuración, a través de una única formulación teórica".Entre las características más destacadas del modelo que se presenta, se pueden citar las siguientes: Trata en forma unificada los procesos multiaxiales a tracción y compresión, mediante una formulación inelástica sólidamente fundada en la teoría matemática de la plasticidad y el daño.  Define entre sus variables internas, la variable de daño plástico y la cohesión, y permite, si fuese necesario, definir también como variables internas el rozamiento entre partículas, y la dilatancia. Estas variables internas, siguen una ley de evolución que depende del proceso elasto-plástico mismo, y de unas funciones que son ajustadas a partir de resultados experimentales uniaxiales.  Permite definir distintos tipos de criterios de discontinuidad inicial (fluencia inicial para los metales) y subsecuentes superficies de carga plástica, controladas por una regla de endurecimiento que tiene un sentido físico directo, estableciendo así los distintos estados elasto-plásticos consistentes. Trata el flujo plástico a través de una regla de normalidad, asociada a una superficie de potencial plástico, que puede o no coincidir con las de carga plástica. Esta función potencial es la que garantiza el control del fenómeno de dilatancia. Considera que los materiales no solo tienen distintos limites tensionales de falla a tracción y a compresión, sino también distingue para cada uno de estos procesos, deformaciones últimas diferentes. Esto se consigue mediante una generalización de la variable de endurecimiento plástico, que en este modelo se le ha dado el nombre de variable de daño plástico.  Permite simular el comportamiento multiaxial , a partir de datos que surgen de ensayos experimentales uniaxiales.  Trata el concepto de daño y su macro-direccionalidad, a partir del fenómeno de localización de deformaciones.  A modo informativo, obtiene el daño local (daño en un punto), y su dirección, mediante un post-procesamiento de resultados, una vez que se converge al estado de equilibrio. El coste de inclusión de una formulación constitutiva de este tipo, en un programa de elementos finitos de propósito general, capacitado para el cálculo no-lineal, no es excesivamente elevado, sino hasta relativamente simple.Además del modelo constitutivo de daño plástico, que conforma el tema central de la tesis, se presentan otros conceptos que le sirven de complemento. Entre ellos se encuentra una modificación de la función de Mohr-Coulomb y la formulación de distintas funciones de cohesión, con las que se han resuelto gran parte de los problemas de comprobación. Además, se formula una modificación simple y original sobre la técnica numérica de control de desplazamientos, desarrollada a través de un camino plano, que mejora la convergencia hacia la solución durante la resolución del sistema de ecuaciones no-lineales; y también se desarrolla una variante sobre el algoritmo de retroceso radial de Euler, que mejora la integración numérica de la ecuación constitutiva elasto-plástica para procesos que incluyen ablandamiento por deformación.Por último, con el objeto de ayudar y aclarar la lectura de la tesis, se agregan temas de conocimiento general que se desarrollan con un enfoque orientado hacia el modelo constitutivo que se propone. Estos son:  Una reseña sobre las propiedades básicas del hormigón. Un estado del arte sobre los modelos constitutivos más destacados. Una breve presentación de la teoría de la plasticidad clásica, y de algunos conceptos sobre el tratamiento numérico de un modelo constitutivo elasto-plástico genérico.

Tesis

Ingeniero Civil / El estudio de conexiones es fundamental para el diseño de estructuras de acero, ya que son las encargadas de traspasar correctamente los esfuerzos entre elementos y lograr que la estructura trabaje en conjunto. Esto no ocurrió en el terremoto de Northridge de 1994, donde se evidenció falencias en el diseño y el comportamiento de uniones soldadas, dejando como tarea pendiente el desarrollo de nuevas conexiones. La conexión DST se propone como una opción pre calificada para mejorar la ductilidad de los marcos de momento, siempre y cuando se utilicen perfiles T-stubs laminados, cuya disponibilidad es limitada en países como Chile. Dado esto surge la necesidad de comprobar su comportamiento utilizando perfiles T-stubs soldados, los cuales pueden ser una opción ventajosa desde el punto de vista del uso del material y la libertad de dimensionamiento. En este caso la conexión se denomina DBT (Double Built-Up Tee). El presente trabajo de título corresponde a un estudio numérico de conexiones DBT a escala real, con el objetivo de desarrollar un modelo computacional de conexión DBT, mediante el software ANSYS Mechanical v17.2, capaz de reproducir el comportamiento y los diferentes modos de falla de la conexión sometida a cargas cíclicas. Esto con el fin de avanzar en la validación de conexiones DBT para su uso en marcos de momento de tipo SMF. En primera instancia se ofrece una revisión bibliográfica de las principales investigaciones y normativas relacionadas al estudio. A partir de esto se establece el marco teórico, el cual permite entender el comportamiento esperado de la conexión en estudio. Luego se detallan las características de los modelos construidos, tales como geometría considerada, mallado de elementos finitos, condiciones de borde, sistemas de carga, definición de materiales y leyes constitutivas. A partir de esto se muestran los resultados obtenidos y su comparación y validación con los resultados experimentales obtenidos en Salas (2016). Se determinó que los modelos desarrollados son capaces de estimar los modos de falla, resistencia y deformación de ensayos experimentales hasta una rotación entre piso de 0,02 [rad]. Luego de esto se manifiesta una degradación de resistencia de hasta 30% debido al pandeo en el ala de la viga, producto de limitaciones en el modelamiento del material, brindando una estimación conservadora. El modelo no es capaz de captar el efecto de "pinching", pero puede ser estimado mediante cálculos anexos. La conexión es bien representada en términos de rigidez. El efecto de apalancamiento aumenta hasta un 46% las tensiones en los pernos a tracción entre especímenes SE-01 y SE-02. Los modelos validan los resultados experimentales a escala real, cumpliendo con los requisitos de FEMA 350 (2000) y AISC 341 (2016) para conexiones viga - columna en marcos tipo SMF.

Ingeniero Civil / Las estructuras de acero con columnas tubulares cuadradas presentan una ventaja en comparación a columnas con perfiles abiertos al no poseer un eje débil, característica de gran importancia para el comportamiento sísmico de una estructura. Dado que Chile es uno de los países con mayor sismicidad del mundo resulta conveniente el estudio de una edificación con estas características. El presente trabajo es un estudio analítico del desempeño sísmico de una estructura con columnas tubulares conectadas a vigas I mediante placas apernadas y un diafragma con el uso de la metodología FEMA P695. La estructura se supone emplazada en la comuna de Las Condes, ciudad de Santiago, Chile donde la sismicidad se encuentra dominada por sismos de subducción. El diseño de la estructura queda controlado por el desplazamiento máximo entre pisos. El diseño obtenido es modelado considerando la no linealidad de sus elementos por medio de la incorporación de rótulas plásticas en vigas y columnas, luego se analiza por medio de dos tipos de análisis no lineales: estático pushover y dinámico time-history, para lo cual se utilizan 18 registros de aceleraciones de 5 sismos ocurridos en territorio Chileno durante los últimos doce años con el objetivo de determinar el factor de reducción de respuesta de la estructura. Los resultados del análisis no lineal indican que la estructura posee una gran sobrerresistencia junto con una elevada ductilidad. Los factores de reducción de respuesta obtenidos son mayores que los establecidos por la norma sísmica chilena NCh433, con lo cual la NCh433 subestima la capacidad inelástica de la estructura.

Es un hecho conocido que, por falta de conservación oportuna, el estado en que se encuentra una buena parte de los pavimentos no concesionados de nuestro país es regular o deficiente, con una tendencia que apunta más bien hacia un deterioro acelerado. Sólo una pequeña proporción se encuentra en buen estado, pero no se puede asegurar que perduren en esa condición a menos que se adopten planes de conservación adecuados. Este estudio desarrolla una metodología que facilita la elección de programas de conservación más adecuados, para pavimentos de hormigón y asfalto. Para ello se analizan, cada uno de los factores que están involucrados en el diseño estructural, funcional y operacional de estos pavimentos. Se describen algunas metodologías que permiten establecer el estado o condición de un pavimento basados en resultados de inspecciones visuales, recopilación de antecedentes y ensayos destructivos y no destructivos. En este sentido se presenta el método PCI, actualmente poco usado en pavimentos viales de nuestro país y su complemento con el programa MicroPAVER creado para la administración de programas de conservación de pavimentos a nivel de redes. Finalmente se realiza una aplicación de la metodología propuesta a algunos pavimentos dependientes de la dirección de vialidad de la región de Magallanes, donde a partir de datos recopilados y de una breve inspección visual realizada a la región, se recomienda programas de conservación para pavimentos asfálticos y para pavimentos de hormigón.

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene por objetivo identificar los principales modos de falla en perfiles armados XL sometidos a carga cíclica y su vinculación con propiedades geométricas y de comportamiento estructural. Parámetros estudiados son las fuerzas máximas de tracción y compresión, la degradación de la capacidad compresiva, la ductilidad y las fuerzas en las conexiones con la placa gusset y en la intersección de las diagonales. Adicionalmente, se comparan los efectos de utilizar dos espaciamientos de placas separadoras: cada un cuarto y un octavo del largo total del arriostramiento. Para proceder, se realiza un análisis no lineal de tipo pushover en el software de elementos finitos ANSYS Workbench 15. Se estudian en total 74 elementos, con secciones variando en altura de 80 a 400 mm, espesores de 4 a 16 mm y largos de 3 a 6 m. Como resultado, se establece una relación entre el modo de falla y el cociente entre la esbeltez y la compacidad de la sección transversal: perfiles con una relación de esbelteces mayor a 10 tienden a fallar por flexión; cuando la razón está comprendida entre 6 y 10 fallan por flexotorsión, mientras que para valores menores a 6 lo hacen por torsión. Se identifica que los perfiles con una relación de esbelteces menor a 4 no experimentan deformaciones laterales ni aparición de una rótula plástica, por lo cual presentan una alta ductilidad y prácticamente nula degradación en la capacidad compresiva. En cuanto a las fuerzas en las conexiones, los casos más desfavorables se vinculan con perfiles con falla flexotorsional y flexural, ya que las demandas tienden a ser crecientes con la relación de esbelteces para los ejes de las conexiones que concentran las fuerzas más críticas. Finalmente, se recomienda distanciar los interconectores a un cuarto del largo total, por cuanto se aumenta la capacidad de deformación inelástica y se disminuyen las fuerzas en las conexiones. Además, se sugiere evitar la implementación de perfiles con falla flexotorsional, ya que mostraron fallar prematuramente y además, producto de la forma de pandeo, suponen costos de reparación mayores.