Ingeniera Civil / Los flujos de detritos, también conocidos como aluviones, son una constante preocupación, principalmente, para las mineras de la zona central de Chile. La predicción de estos eventos es fundamental para mejorar los sistemas de prevención y/o protección. Con el objetivo de avanzar en esta tarea, se ha desarrollado un estudio experimental que consiste en generar deslizamientos, bajo condiciones controladas. Para esto, se trabaja en una instalación compuesta por un canal prismático de 0.6mx2.0mx0.6m (ancho/largo/alto), que se rellena con material extraído de la cuenca alta del río Coya. El canal puede inclinarse desde 1° hasta 45°. A continuación del canal hay una rampa, con la misma inclinación del canal, que permite el tránsito del material removido. Los experimentos consisten en la generación de un aluvión inducido por un flujo subsuperficial que se inyecta a la muestra de suelo. Este flujo subsuperficial se controla mediante un sistema de válvulas, ubicadas en la zona de ingreso del flujo a la muestra y en la zona por donde sale el caudal efluente. Se realizan nueve experiencias donde se combinan tres condiciones de pendiente, 33°, 38°y 43°; y tres condiciones de densidad inicial del suelo,1600 kg/m3 (suelo suelto), 1700 kg/m3 (suelo medio) y 1800 kg/m3 (suelo compacto). El rango de densidades estudiado queda determinado por las densidades admisibles en la instalación experimental. El sistema de medición consta de cinco sensores de presión de agua, instalados en la base del canal, que controlan la dinámica del nivel freático. También se cuenta con cámaras con vista lateral y en planta del canal, que mediante procesamiento de imágenes (PIV) permiten obtener el campo de velocidad de la suelo detectando el inicio y la zona de falla. La ladera, inicialmente estable, alcanza la condición de inestable debido a la presencia de la presión de agua, que disminuye el roce entre las partículas. Se encuentra una relación entre la densidad inicial del suelo y la altura del nivel freático, concluyendo que, mientras mayor es la densidad inicial del suelo, se requiere mayor presión de agua para alcanzar la inestabilidad y generar la falla. Se han identificado dos mecanismos de falla dependiendo de la densidad inicial del suelo. En suelo suelto el movimiento se inicia apenas entra el flujo subsuperficial, generando un reacomodo de las partículas que inhibe el alza de la zona saturada. La base de la falla coincide con el nivel freático por lo que la mayor parte de la zona en movimiento se encuentra no saturada. La falla no desencadena un aluvión. En suelo medio y denso, el movimiento inicia cuando el flujo subsuperficial ha alcanzado el nivel superficial, y se origina en la zona saturada generando un posterior aluvión. Cuando mayor es la densidad inicial del suelo, en este segundo mecanismo, la falla abarca un área mayor incorporando también zonas no saturadas al movimiento.

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En los últimos años, el conocer el valor fundamental de una acción cobra importancia para los investigadores. Esto a raíz de la crisis de confianza de los agentes de mercado originada en la crisis financiera. En este contexto destacan trabajos como el de Bodie et al. (2005), en el que el valor de un activo se compone por el flujo de caja de los activos existentes (sin crecimiento) y el flujo de las opciones de crecimiento. Basado en este concepto, para el sector industrial peruano, se busca conocer cuánto del valor de un activo es explicado por el flujo de las opciones de crecimiento. Así, como poder conocer los efectos de una burbuja especulativa en el valor fundamental. Para esta investigación, se trabajó con el método de flujos de caja descontados para las principales acciones del sector industrial de la Bolsa de Valores de Lima. Los resultados obtenidos muestran que, en el caso de las empresas del sector industrial peruano, el flujo de las opciones de crecimiento explica un porcentaje importante del valor fundamental; sin embargo, en periodos de optimismo este componente incrementa su participación de manera considerable.

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Geólogo / Contribución de la conductividad térmica y la producción de calor radiogénico a la estructura termal de la corteza superior en la latitud de Santiago, Chile La conductividad térmica y la producción de calor radiogénico (RHP, por sus siglas del inglés Radiogenic Heat Production), son dos propiedades termales intrínsecas a un volumen de roca. Estas propiedades influyen directamente en la estructura termal de la corteza, pues determinan la conducción de calor y, a la vez, lo producen. La conductividad térmica y RHP dependen de la composición química de las rocas y de sus características petrográficas. Además, las variaciones de presión y temperatura relacionadas a la profundidad, afectan las propiedades termales, principalmente por el aumento de la temperatura. El estudio y modelamiento de la estructura termal de la litósfera representan un gran desafío, considerando la resolución numérica del problema y las condiciones iniciales y de borde. Se entregan aquí los valores obtenidos para la conductividad térmica y RHP, correspondientes a las propiedades termales más influyentes en la estructura termal de la corteza superior. Las rocas de la corteza superior en la latitud de Santiago están compuestas por unidades de la Cordillera de la Costa, que corresponden a rocas estratificadas de origen volcánico y sedimentario del Jurásico y Cretácico, además de rocas intrusivas paleozoicas, jurásicas y cretácicas, y por unidades de la Cordillera Principal de Los Andes, correspondientes a rocas estratificadas de origen volcánico del Oligoceno al Mioceno e intrusivos de la misma edad. El objetivo principal de este trabajo es investigar las propiedades termales de las unidades geológicas de la corteza superior en la latitud de Santiago, y su relación con la litología y edad. Esto se llevó a cabo realizando nuevas mediciones de las propiedades termales y ajustando los datos a distribuciones estadísticas, con un alto nivel de confiabilidad. La conductividad térmica se midió utilizando una sonda mediante el método de fuente de calor lineal, mientras que el cálculo de RHP se realizó a partir de las concentraciones medidas de U, Th y K, (RHPe, del inglés Radiogenic Heat Production elements). Para la conductividad térmica, el mayor valor promedio se registró en la Formación Lo Prado, cuya magnitud es 2,91[W/m*K], mientras que el mínimo se obtuvo en la Formación del Cordón Los Ratones, con 1,60 [W/m*K]. El máximo medido se registró en la Formación Lo Prado, con un valor de 4,92 [W/m*K]. Por otra parte, para la producción de calor radiogénico, el valor promedio más alto se obtuvo en la Formación Veta Negra, con 1,6 [𝜇W/m3], mientras que el mínimo se obtuvo para la Formación Lo Valle, con un valor de 0,59 [𝜇W/m3].El valor máximo medido se registró en la Formación Lo Prado, con una magnitud de 3,48 [𝜇W/m3]. Conductividad térmica y RHP dependen principalmente de la litología de las formaciones, siendo otros factores como edad, tamaño de grano, etc., menos o totalmente no influyentes. La estimación de flujo calórico para la zona de estudio está entre 45 a 60 [mW/m2], y el potencial de la cuenca de Santiago se asocia a la geotermia de muy baja entalpía.

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La presente tesis analiza los flujos de potencia y corrientes de corto circuito, con la finalidad de demostrar que el incremento de carga, debido a la ampliación del Horno IV, no afecta a las instalaciones de la Planta de UNACEM S.A.A garantizando la operación del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional – SEIN. Para realizar el estudio de investigación se desarrolló un diagnóstico del equipamiento ubicado en la Planta Condorcocha realizando análisis de flujo de potencia, análisis de corrientes de cortocircuito, determinando los posibles inconvenientes debido al incremento de carga y definiendo las soluciones de implementación en cada situación. Para las respectivas simulaciones se ha tomado en consideración la configuración del Sistema Eléctrico de la Planta Condorcocha (Horno IV) para determinar la situación actual y para la situación proyectada en máximas, media y mínimas demandas, utilizando la base de datos proporcionada por el COES para condiciones de máxima, media y mínima demanda como información de referencia. / Tesis

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 6/1/2021. / Ingeniero Civil de Minas / Los métodos de explotación de block y panel caving son formas de explotación por hundimiento en que el cuerpo mineralizado se derrumba naturalmente por efecto de la gravedad y de los esfuerzos locales generados luego de haber sido socavado en su base. La propagación del caving es un efecto de la inestabilidad interna del macizo rocoso, producto de la constante extracción del mineral desde el punto de extracción hacia los puntos de vaciado. Actualmente, cada vez los yacimientos minerales se encuentran a mayores profundidades y la roca es sometida a mayores niveles de esfuerzos, tanto in-situ como inducidos por socavación o extracción. Esto implica que las minas tengan una mayor probabilidad de sufrir eventos geomecánicos que pongan en riesgo la vida de personas y al negocio. La mayor parte de la investigación llevada a cabo hasta la fecha ha sido enfocada en el esfuerzo inducido por la socavación mientras se propaga el hundimiento, conocido como abutment stress. Sin embargo, la experiencia en la operación de minas explotadas por block/panel caving ha demostrado que la estabilidad del nivel de producción también depende de la extracción y de las condiciones de flujo. El objetivo de esta investigación es cuantificar los esfuerzos inducidos por flujo gravitacional en un pilar corona del nivel de producción de una mina operada por block/panel caving, a través de experimentos en un modelo físico a escala (1:200). Con el fin de cumplir el objetivo propuesto, se llevaron a cabo 12 experimentos para representar configuraciones de block caving (BC) y panel caving (PC). En el caso de BC, se realizaron experimentos para determinar la influencia de puntos de extracción cerrados (60 m y 30 m de ancho de zona sin extracción), del tiraje uniforme y del tiraje no ideal. Dos experimentos de PC se realizaron para cuantificar la distribución de los esfuerzos verticales en el pilar de producción a medida que se incorpora área a la producción. Se utilizó mineral fragmentado para la realización de los experimentos. Por lo cual, es asumido que a escala de mina, el hundimiento ya se ha propagado hasta la superficie. Para medir los esfuerzos verticales inducidos por la extracción, seis celdas de carga fueron instaladas sobre el pilar corona del modelo físico. El material utilizado en los experimentos fue sulfuro de cobre chancado y escalado (1:200) a partir de una curva de fragmentación primaria típica de un BC. Los esfuerzos verticales inducidos fueron cuantificados en términos relativos de acuerdo al esfuerzo vertical inicial (previo a la extracción), σ0. En general, los experimentos indican que los esfuerzos verticales sobre el pilar corona cambian debido a la extracción. Esto significa que dependiendo de la secuencia de tiraje, los esfuerzos se distribuyen entre las zonas de movimiento y no activas alcanzando valores mínimos y máximos en un período dependiendo de qué punto de extracción está siendo explotado. Si una celda de carga está ubicada por encima de un punto de extracción que se está explotando, obtiene un valor mínimo cercano a 0.4σ0. Si una celda está por encima de un punto que no está siendo extraído comienza a aumentar su carga hasta valores tan altos como 2.8σ0. La magnitud de los esfuerzos verticales inducidos en un lugar determinado del pilar corona depende de varias variables que incluyen: Masa extraída por punto de extracción, tamaño del área no incorporada a la producción y distancia desde el sector de interés del pilar corona hasta el punto de extracción explotado.

El presente documento, se enmarca en el proyecto FONDECYT No1085015 y corresponde a un estudio numérico que propone a las cortinas de aire de Doble Jet-Doble Flujo (DJ-DF) planas y verticales, como elementos que provoquen el confinamiento celular de la mayor parte del calor producido por una fuente calórica al interior de un túnel. La modelación se realizó en base a la instalación experimental completa del Laboratorio de Estudios en Fluidodinámica (LEF), del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, que contiene una fuente térmica localizada de calor y dos cortinas de DJ-DF entre las cuales se busca confinar el calor. Las simulaciones numéricas fueron realizadas en base a un modelo computacional de fluidodinámica (CFD) en código Fire Dynamics Simulator (FDS), con tratamiento de la turbulencia mediante Large Eddy Simulation (LES), en el Centro de Modelación Matemática (CMM) de la Universidad de Chile, específicamente en el Cluster Levque, el cual permitió que dichas simulaciones se llevaran a cabo en procesadores múltiples. Con la finalidad de validar el modelo numérico, los casos simulados se definieron en base a los estudiados experimentalmente por Cecchi [7], variando la velocidad de cada uno de los jets que componen el DJ-DF y la potencia de la fuente calórica; más aún se compararon los perfiles obtenidos experimentalmente y numéricamente, de velocidad y temperatura en torno al DJ-DF más cercano a la fuente térmica (en distintos niveles horizontales), obteniendo resultados satisfactorios en términos de orden de magnitud y forma de los perfiles para dos de los tres casos de estudio. En relación a las características confinatorias del DJ-DF, se construyeron en torno al mismo: los campos de velocidad y temperatura, además de los perfiles de intensidad de turbulencia térmica y de transporte turbulento de cantidad de movimiento y calor. Para los tres casos de estudio se concluye que el confinamiento es efectivo exceptuando la zona de impacto, en donde se identificaron fugas de calor y masa mediante mecanismos turbulentos. También se estudié la formación de estructuras rotacionales en las capas de mezcla del lado frío y caliente y su relación (o implicancia) en la capacidad confinatoria del DJ-DF. En base a lo anterior, se concluye que el confinamiento de calor de la cortina es más efectivo en el caso de la configuración DJ-DF con el jet rápido correspondiente al lado frío o de aire fresco. Para un trabajo futuro, se sugiere continuar con el estudio del fenómeno incluyendo la combustión real, para así determinar la concentración de humo o productos de la combustión, como otra característica indicativa del confinamiento de calor por parte de la cortina.

[EN] The main objective of this Thesis is the development, design and implementation of an experimental test rig to obtain the acoustic characterization of mufflers and other elements of the exhaust line of internal combustion engines in the presence of mean flow. It has also been carried out a review of the models typically found in the literature for characterizing absorbent materials and perforated surfaces. Next, it has been studied the different indices representing the acoustic response of mufflers, and has been selected as most suitable index the transmission loss. First, a theoretical study of the governing equations of the acoustic phenomenon in ducts in the presence of mean flow has been carried out. Also, a review of the typical models found in the literature for characterizing absorbent materials and perforated surfaces has been achieved. Next, several indexes that represent the acoustic behavior of exhausts mufflers has been studied and the transmission loss has been selected as the most suitable. The matrix representation has been introduced through the plane wave model. It provides the acoustic characterization of the devices on the exhaust line. This representation allows obtaining the acoustic characterization of the complete exhaust line by multiplying the matrices that represent each element. Due to the limitation on frequency range of the one-dimensional theory, the numerical solution of the classical convective wave equation, that governs the acoustic phenomenon, has been obtained by means of the finite element method. The method has been particularized for axisymmetric geometries as the prototypes used. It has also been studied how to apply different boundary conditions to force acoustic velocity, the modeling of a perforated surface or an anechoic termination. The numerical solution obtained by the finite element method has been used to compare with experimental measurements. Furthermore, a detailed study of experimental techniques frequently used in the measurement of acoustic parameters has been carried out and an assessment of each indicating its suitability has been done for its use in the presence of mean flow analyzing advantages and disadvantages. As conclusion of the analysis it has been determined that the most interesting technique is the two microphones method. The original procedure contains some aspects associated which imply difficulties in the implementation in the presence of mean flow, such as the installation of an anechoic termination for the direct determination of the transmission loss and the excess time requirement for obtaining the same parameter using the alternative procedure which involves performing two separate tests. The experimental technique developed, based on the two microphones method, allows to carry out the two independent tests required simultaneously removing the need of an anechoic termination and reducing test time significantly. This aspect is especially critical in the presence mean flow because the environmental variables can change quickly. Finally, it has been implemented the experimental set-up designed and equipped it of the required instrumentation to measure environmental parameters and the acoustical signals. The validation of the developed technique has been carried out by obtaining the poles of the transfer matrix of a straight duct with uniform cross section that are available in the bibliography, with different values of mean flow. It has obtained the transmission loss for different types of exhaust mufflers, achieving in all cases satisfactory results. / [ES] El objetivo principal de esta Tesis es el desarrollo, diseño e implementación de un sistema experimental que permita obtener la caracterización acústica de silenciadores y otros elementos de la línea escape de motores de combustión en presencia de flujo medio. Para ello, en primer lugar, se ha hecho un estudio teórico de las ecuaciones que gobiernan el fenómeno acústico en conductos en presencia de flujo medio. También se ha llevado a cabo una revisión de los modelos que habitualmente se encuentran en la literatura para la caracterización de superficies perforadas y materiales absorbentes. A continuación, se han estudiado los diferentes índices que representan la respuesta acústica de silenciadores de escape, y se ha seleccionado como más conveniente el índice de pérdidas de transmisión. A través del modelo de onda plana se ha introducido la representación matricial que proporciona la caracterización acústica de los dispositivos presentes en la línea de escape. Dicha representación permite obtener la caracterización acústica de la línea de escape completa por multiplicación de las matrices que representan cada elemento. Debido a la limitación en frecuencia de la teoría unidimensional, se presenta el método de elementos finitos para la resolución numérica de la ecuación de ondas convectiva clásica que gobierna el fenómeno acústico. Se ha particularizado para geometrías con simetría de revolución como son los prototipos ensayados. También se ha abordado la aplicación de distintas condiciones de contorno para forzar una condición de velocidad acústica determinada, la modelización de una superficie perforada o de un extremo final anecoico. La solución numérica obtenida mediante el método de elementos finitos se ha empleado para comparar las medidas experimentales. Además, se ha llevado a cabo un estudio pormenorizado de las técnicas experimentales habitualmente empleadas en la medida de parámetros acústicos y se ha hecho una valoración de cada una de ellas indicando su idoneidad para la aplicación en presencia de flujo medio, analizando ventajas e inconvenientes. Del análisis llevado a cabo se ha determinado que la técnica más interesante es el método de los dos micrófonos. Dicha técnica lleva asociados aspectos que suponen una dificultad para su implementación en presencia de flujo medio, en concreto, la necesidad de disponer de un final anecoico para la obtención directa del índice de pérdidas de transmisión y el exceso de tiempo necesario para obtener el mismo parámetro mediante dos ensayos independientes. La técnica experimental desarrollada, basada en el método de los dos micrófonos, permite llevar a cabo los dos ensayos independientes necesarios de forma simultánea eliminando la necesidad de disponer de un final anecoico y reduciendo considerablemente el tiempo de ensayo. Esta ventaja está especialmente indicada en presencia de flujo medio debido a que las variables ambientales pueden cambiar con rapidez. Finalmente, se ha implementado el dispositivo experimental diseñado y se ha dotado la línea de la instrumentación necesaria para la medida de parámetros ambientales y el registro de señales acústicas. La validación de la técnica desarrollada se ha llevado a cabo en base a la obtención de los polos de la matriz de transferencia de un conducto de sección uniforme, disponibles en la bibliografía, con distintos valores de flujo medio. Con este montaje, se ha obtenido el índice de pérdidas de transmisión para distintas tipologías de silenciadores de escape, logrando en todos los casos resultados satisfactorios. / [CAT] L'objectiu principal d'esta Tesi és el desenvolupament, disseny i implementació d'un sistema experimental que permeta obtindre la caracterització acústica de silenciadors i altres elements de la línia d'escapament de motors de combustió en presència de flux mig. Per això, en primer lloc, s'ha fet un estudi teòric de les equacions que governen el fenomen acústic en conductes amb presència de flux mig. També s'ha dut a terme una revisió dels models que habitualment es troben en la literatura per a la caracterització de superfícies perforades i materials absorbents. A continuació, s'han estudiat els diferents índexs que representen la resposta acústica de silenciadors d'escapament i s'ha seleccionat com més convenient l'índex de pèrdues de transmissió. A través del model d'ona plana s'ha introduït la representació matricial que proporciona la caracterització acústica dels dispositius presents en la línia d'escapament. Tal representació permet obtindre la caracterització acústica de la línia d'escapament completa per multiplicació de les matrius que representen cada element. A causa de la limitació en freqüència de la teoria unidimensional, es presenta el mètode d'elements finits per a la resolució numèrica de l'equació d'ones convectiva clàssica que governa el fenomen acústic. S'ha particularitzat per a geometries amb simetria de revolució com són els prototips assajats. També s'ha abordat l'aplicació de distintes condicions de contorn per a forçar una condició de velocitat acústica determinada, la modelització d'una superfície perforada o d'un extrem final anecoic. La solució numèrica obtinguda per mitjà del mètode d'elements finits s'ha empleat per a comparar les mesures experimentals. A més, s'ha dut a terme un estudi detallat de les tècniques experimentals habitualment empleades en la mesura de paràmetres acústics i s'ha fet una valoració de cada una d'elles indicant la seua idoneïtat per a l'aplicació en presència de flux mig, analitzant avantatges i inconvenients. De l'anàlisi dut a terme s'ha determinat que la tècnica més interessant és el mètode dels dos micròfons. Tal tècnica porta associats aspectes que suposen una dificultat per a la seua implementació en presència de flux mig, en concret, la necessitat de disposar d'un final anecoic per a l'obtenció directa de l'índex de pèrdues de transmissió i l'excés de temps necessari per a obtindre el mateix paràmetre per mitjà de dos assajos independents. La tècnica experimental desenvolupada, basada en el mètode dels dos micròfons, permet dur a terme els dos assajos independents necessaris de forma simultània eliminant la necessitat de disposar d'un final anecoic i reduint considerablement el temps d'assaig. Este avantatge està especialment indicat amb presència de flux mig pel fet que les variables ambientals poden canviar amb rapidesa. Finalment, s'ha implementat el dispositiu experimental dissenyat i s'ha dotat la línia de la instrumentació necessària per a la mesura de paràmetres ambientals i el registre de senyals acústics. La validació de la tècnica desenvolupada s'ha dut a terme basant-se en l'obtenció dels pols de la matriu de transferència d'un conducte de secció uniforme, disponibles en la bibliografia, amb distints valors de flux mig. S'ha obtingut l'índex de pèrdues de transmissió per a distintes tipologies de silenciadors d'escapament, aconseguint en tots els casos resultats satisfactoris. / Pedrosa Sanchez, AM. (2015). Desarrollo de herramientas experimentales para la caracterización acústica de silenciadores en presencia de flujo medio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52028 / TESIS